Question

4．向100mLBaCl₂、AlCl₃和FeCl₃的混合溶液A中，逐滴加入Na₂SO₄和NaOH的混合溶液B，产生的沉淀的物质的量（n）和加入溶液B的体积（V）关系如图．
（1）当加入B溶液110mL时，溶液中的沉淀为（化学式）BaSO₄、Fe（OH）₃
（2）从90mL至100 mL之间加入10mL B溶液时发生的离子反应方程式Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓
（3）将A、B溶液中各溶质的物质的量浓度填入下表

溶质	Na2SO4	NaOH	BaCl2	AlCl3	FeCl3
C（mol/L）

Answer 1

分析 （1）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．
（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；
（3）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．
（1）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，
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，反应为Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，故加入的物质：n（NaOH）=n（Na₂SO₄）；
故答案为：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓；
（3）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（0.12-0.11）mol=0.01mol，消耗了10mLB溶液，Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O
                          0.01mol    0.01mol
故c（NaOH）=$\frac{0.01mol}{0.01L}$=1mol/L，则共加入Na₂SO₄为0.01mol，故c（Na₂SO₄）=$\frac{0.01mol}{0.01L}$=1mol/L，
而整个反应过程共生成BaSO₄为0.1L×1mol/L=0.1（mol）故A溶液中c（Ba²⁺）=$\frac{0.1mol}{0.1L}$=1mol/L．
图中第四段曲线中，沉淀为Fe（OH）₃、BaSO₄共0.11mol，BaSO₄为0.1mol，则Fe（OH）₃为（0.11-0.1）mol=0.01mol，A中c（Fe³⁺）=$\frac{0.01mol}{0.1L}$=0.1mol/L；
第二、三段曲线共消耗B溶液20mL，n（NaOH）=1mol×0.02mol/L=0.02mol，据Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，则共溶解的Al（OH）₃为0.02mol，则A中c（Al³⁺）=$\frac{0.02mol}{0.1L}$=0.2mol?L^-1，则

溶质	Na2SO4	NaOH	BaCl2	AlCl3	FeCl3
C（mol/L）	1	1	1	0.2	0.1

故答案为：

溶质	Na2SO4	NaOH	BaCl2	AlCl3	FeCl3
C（mol/L）	1	1	1	0.2	0.1

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点评 本题考查离子方程式的有关计算，题目难度较大，注意根据图象正确判断各阶段的离子反应，结合各阶段的各种物质的量进行计算．