Question

将等物质的量的两种氧化物溶于100mL硫酸，而后逐滴加入1.00mol?L^-1的NaOH溶液．当加入的NaOH的体积V₁=50mL时，开始有沉淀析出，且沉淀量随NaOH加入量逐渐增加；当NaOH的体积V₂=650mL 时，沉淀量达最大值，继续滴加NaOH时，沉淀量逐渐减小；当V₃≥750mL时，沉淀量不再改变．
（1）最初加入的50mLNaOH溶液的作用是什么？
（2）画出沉淀量（m）随NaOH溶液体积滴入量的变化关系，并计算所用硫酸的浓度．
（3）试判断两种氧化物各是什么，并计算其物质的量．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：（1）开始没有沉淀生成，说明加入的氢氧化钠溶液由于中和过量的硫酸；
（2）根据沉淀量与氢氧化钠溶液体积作图，注意开始产生沉淀、沉淀最大时、沉淀量减小到不变时消耗氢氧化钠溶液的体积；
沉淀量最大时，溶液中溶质为硫酸钠，由钠离子守恒2n（Na₂SO₄）=n（NaOH），由硫酸根守恒n（H₂SO₄）=n（Na₂SO₄），进而计算硫酸的物质的量浓度；
（3）沉淀达最大时，再进行滴入NaOH溶液，沉淀部分溶解，故氧化物一定含有Al₂O₃，根据氢氧化铝溶解消耗氢氧化钠计算氢氧化铝的物质的量，再根据Al元素守恒计算n（Al₂O₃），计算铝离子沉淀消耗NaOH物质的量，进而计算生成另一种氢氧化物时消耗NaOH的物质的量，结合两种氧化物的物质的量相等，确定令一种氧化物中金属的化合价，且该氢氧化物不溶于过量碱溶液中，据此判断解答．

解答： 解：（1）开始没有沉淀生成，说明加入的氢氧化钠溶液由于中和过量的硫酸，
答：最初加入的50mLNaOH溶液的作用是：中和过量的硫酸；
（2）当加入的NaOH的体积V₁=50mL时，开始有沉淀析出，且沉淀量随NaOH加入量逐渐增加；当NaOH的体积V₂=650mL 时，沉淀量达最大值，继续滴加NaOH时，沉淀量逐渐减小；当V₃≥750mL时，沉淀量不再改变，则沉淀量与氢氧化钠溶液体积关系图为：
沉淀量最大时，溶液中溶质为硫酸钠，由钠离子守恒：2n（Na₂SO₄）=n（NaOH）=1.00mol?L^-1×0.650L=0.650mol，由硫酸根守恒n（H₂SO₄）=n（Na₂SO₄）=

1

2

×0.65mol=0.325mol，故硫酸的浓度为

0.325mol

0.1L

=3.25mol/L，
答：沉淀量（m）随NaOH溶液体积滴入量的变化关系图为；硫酸的浓度为3.25mol/L；
（3）沉淀达最大时，再进行滴入NaOH溶液，沉淀部分溶解，故氧化物一定含有Al₂O₃，根据Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，该反应用去的n（NaOH）=1.00mol?L^-1×（0.75-0.65）L=0.1mol，故Al（OH）₃为0.1mol，由Al元素守恒n（Al₂O₃）=0.05mol；
根据Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃，生成Al（OH）₃用去0.3mol NaOH．而生成另一种氢氧化物用去NaOH为1.00mol?L^-1×（0.65-0.05）L-0.3mol=0.3mol，且已知两种氧化物的物质的量相等，故另一种氧化物也是三价金属的氧化物，且氢氧化物不溶于过量碱溶液中，可知其为Fe₂O₃，Fe₂O₃的物质的量为0.05mol，
答：氧化物为Al₂O₃、Fe₂O₃，物质的量均为0.05mol

点评：本题考查混合物计算、无机物推断等，侧重考查学生对知识的迁移运用能力，需要学生熟练掌握元素化合物知识，难度中等．