Question

向100mL BaCl₂、AlCl₃和FeCl₃的混合溶液A中，逐滴加入Na₂SO₄和NaOH的混合溶液B，产生的沉淀总物质的量和加入溶液B的体积关系如图所示：
（1）当加入B溶液110mL时，溶液中的沉淀是

 

（填化学式）．
（2）将A．B溶液中各溶质的物质的量浓度填入下表：

溶质	Na2SO4	BaCl2	AlCl3	FeCl3
/mol?L-1

（3）写出滴加B溶液90-100mL时的离子方程式：

 

．

Answer 1

考点：镁、铝的重要化合物

专题：元素及其化合物

分析：图中第一段曲线生成的沉淀为BaSO₄、Fe（OH）₃和Al（OH）₃，且加入B溶液90mL时，Fe³⁺、Al³⁺恰好沉淀完全；
图中第二段曲线为平行直线，沉淀总物质的量没有增减，这段是由Al（OH）₃的溶解和BaSO₄的继续生成所引起，且溶解的Al（OH）₃的物质的量和生成的BaSO₄的物质的量相等；
图中第三段曲线中，加入B溶液100mL时，Ba²⁺恰好沉淀完全，这段中Al（OH）₃继续溶解，B为110mL时，沉淀中Al（OH）₃已完全溶解；
图中第四段曲线中，沉淀为Fe（OH）₃、BaSO₄共1.1mol．

解答： 解：溶液中只有Fe³⁺被完全沉淀以后，Al³⁺才开始沉淀；
图中第一段曲线生成的沉淀为BaSO₄、Fe（OH）₃和Al（OH）₃，且加入B溶液90mL时，Fe³⁺、Al³⁺恰好沉淀完全，这段反应的离子方程式为Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓；
（1）当加入B溶液110mL时，氢氧化铝完全溶解，硫酸钡和氢氧化铁不溶于碱性溶液中，所以沉淀是BaSO₄、Fe（OH）₃，故答案为：BaSO₄、Fe（OH）₃；
（2）图中第二段曲线为平行直线，沉淀总物质的量没有增减，故这段是由Al（OH）₃的溶解和BaSO₄的继续生成所引起，且溶解的Al（OH）₃的物质的量和生成的BaSO₄的物质的量相等，故加入的物质：n（NaOH）=n（Na₂SO₄），这段反应的离子方程式为：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓；
图中第三段曲线中，加入B溶液100mL时，Ba²⁺恰好沉淀完全，这段中Al（OH）₃继续溶解，B为110mL时，沉淀中Al（OH）₃已完全溶解，溶解了0.1molAl（OH）₃，消耗了10mLB溶液，故c（NaOH）=10mol/L，则共加入Na₂SO₄为0.1mol，故c（Na₂SO₄）=10mol/L，而整个反应过程共生成BaSO₄为0.1×10=1（mol），故A溶液中c（Ba²⁺）=10mol/L．Al（OH）₃溶解的离子方程式为：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
图中第四段曲线中，沉淀为Fe（OH）₃、BaSO₄共1.1mol，则Fe（OH）₃为0.1mol，A中c（Fe³⁺）=1mol/L；第二、三段曲线共消耗B溶液20mL，则共溶解的Al（OH）₃为0.2mol，则A中c（Al³⁺）=2mol?L^-1，根据原子守恒得c（AlCl₃）=0.2mol/L，
故答案为：

溶质	Na2SO4	BaCl2	AlCl3	FeCl3
/mol?L-1	10	10	2	1

（3）90-100mL时，氢氧化铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡沉淀，且硫酸钡的物质的量恰好等于氢氧化铝的物质的量，所以涉及的离子方程式为：Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O．

点评：本题考查了离子方程式的有关计算，明确图象中各个阶段发生的反应是解本题关键，注意90-100mL段沉淀的物质的量不变的原因，为易错点，再结合物质之间的反应进行计算，题目难度中等．