Question

16．在1L0.1molNaAlO₂和0.1mol Ba（NO₃）₂ 的混合溶液中，逐滴加入浓度为0.1mol/L 的H₂SO₄ 溶液，下列图象中能表示反应产生的沉淀的物质的量和所加入硫酸溶液的体积关系是（已知AlO₂^-和Ba²⁺可以大量共存）（　　）

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 在1L含0.1mol NaAlO₂和0.1mol Ba（OH）₂的混合溶液中n（NaAlO₂）=0.1mol，n[Ba（OH）₂]=0.1mol，向该混合溶液中加入H₂SO₄溶液，首先发生反应Ba（OH）₂+H₂SO₄=BaSO₄↓+2H₂O，Ba（OH）₂反应完毕，继续加入H₂SO₄溶液，再发生反应AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓，AlO₂^-反应完毕，沉淀达最大，继续加入H₂SO₄溶液，发生反应Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O，沉淀减少，Al（OH）₃反应完毕，最后为BaSO₄沉淀，继续加入H₂SO₄溶液，沉淀的量不变．
第一阶段：由发生反应Ba（OH）₂+H₂SO₄=BaSO₄↓+2H₂O可知，Ba（OH）₂反应完毕，需加入0.1molH₂SO₄，H₂SO₄溶液的体积为$\frac{0.1mol}{0.1mol/L}$=1L，生成沉淀n（BaSO₄）=0.1mol；
第二阶段：由发生反应AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓可知，0.1molAlO₂^-反应完毕，该阶段需加入0.05molH₂SO₄，H₂SO₄溶液的体积为$\frac{0.05mol}{0.1mol/L}$=0.5L，该阶段生成沉淀n[Al（OH）₃]=0.1mol，但加入相同体积的硫酸，该阶段比第一阶段生成沉淀的多，为第一阶段的2倍；
第三阶段：由发生反应Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O可知，沉淀减少，0.1molAl（OH）₃完全溶解，该阶段需加入$\frac{0.1mol×3}{2}$=0.15molH₂SO₄，H₂SO₄溶液的体积为$\frac{0.15mol}{0.1mol/L}$=1.5L，沉淀n（BaSO₄）=0.1mol；
据此作出图象进行判断

解答 解：在1L含0.1mol NaAlO₂和0.1mol Ba（OH）₂的混合溶液中n（NaAlO₂）=0.1mol，n[Ba（OH）₂]=0.1mol，向该混合溶液中加入H₂SO₄溶液，首先发生反应Ba（OH）₂+H₂SO₄=BaSO₄↓+2H₂O，Ba（OH）₂反应完毕，继续加入H₂SO₄溶液，再发生反应AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓，AlO₂^-反应完毕，沉淀达最大，继续加入H₂SO₄溶液，发生反应Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O，沉淀减少，Al（OH）₃反应完毕，最后为BaSO₄沉淀，继续加入H₂SO₄溶液，沉淀的量不变．
第一阶段：由发生反应Ba（OH）₂+H₂SO₄=BaSO₄↓+2H₂O可知，Ba（OH）₂反应完毕，需加入0.1molH₂SO₄，H₂SO₄溶液的体积为$\frac{0.1mol}{0.1mol/L}$=1L，生成沉淀n（BaSO₄）=0.1mol；
第二阶段：由发生反应AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓可知，0.1molAlO₂^-反应完毕，该阶段需加入0.05molH₂SO₄，H₂SO₄溶液的体积为$\frac{0.05mol}{0.1mol/L}$=0.5L，该阶段生成沉淀n[Al（OH）₃]=0.1mol，但加入相同体积的硫酸，该阶段比第一阶段生成沉淀的多，为第一阶段的2倍；
第三阶段：由发生反应Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O可知，沉淀减少，0.1molAl（OH）₃完全溶解，该阶段需加入$\frac{0.1mol×3}{2}$=0.15molH₂SO₄，H₂SO₄溶液的体积为$\frac{0.15mol}{0.1mol/L}$=1.5L，沉淀n（BaSO₄）=0.1mol；
由上述分析可知：
第一阶段产生沉淀n（BaSO₄）=0.1mol，加入H₂SO₄溶液的体积为1L；
第二阶段又生成沉淀n[Al（OH）₃]=0.1mol，此时沉淀总量为0.2mol，该阶段加入H₂SO₄溶液的体积为0.1L，此时加入H₂SO₄溶液的总体积为1.5L；
第三阶段0.1molAl（OH）₃完全溶解，此时沉淀n（BaSO₄）=0.1mol，该阶段加入H₂SO₄溶液的体积为1.5L，此时加入H₂SO₄的总体积为3L．
故沉淀的量与H₂SO₄溶液体积关系图为：，
故选A．

点评 本题考查离子反应、化学计算、图象分析等，难度较大，理清反应的过程，确定沉淀的量与H₂SO₄溶液体积关系是关键，题目难点较大．