Question

13．将AlCl₃溶液和NaOH溶液等体积混合，所得沉淀物中铝元素的质量是所得溶液中铝元素的质量的2倍，则原AlCl₃溶液和NaOH溶液的物质的量浓度之比可能是（　　）
①2：3　②1：2　③3：10　④2：7．

• A． ①②
• B． ②③
• C． ①④
• D． ③④

Answer 1

分析 将氯化铝溶液和氢氧化钠溶液等体积混合，得到的沉淀物中含铝元素的质量是所得溶液中铝元素的质量的2倍，沉淀为Al（OH）₃，溶液中的铝可能为AlCl₃或NaAlO₂，可分别发生：Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，结合反应的离子方程式分为两种情况讨论计算．

解答 解：设AlCl₃和NaOH的浓度分别为c₁和c₂，相同体积为V，
①若NaOH稍多一些，生成部分NaAlO₂，此时参加反应的AlCl₃的物质的量是c₁Vmol，则完全沉淀消耗NaOH是3c₁Vmol，生成c₁V mol 的Al（OH）₃，又因为得到的沉淀物中铝元素的质量是所得溶液中铝元素的质量的2倍，则根据铝守恒，说明有$\frac{1}{3}$的氢氧化铝溶解生成偏铝酸根剩余$\frac{2}{3}$氢氧化铝沉淀，发生Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O反应，所以根据反应则又消耗了$\frac{1}{3}$c₁Vmol的氢氧化钠，所以一共消耗的NaOH的物质的量为：3c₁V+$\frac{1}{3}$c₁V=$\frac{10}{3}$c₁V=c₂V，所以c₁：c₂=3：10；
②当氯化铝过量时，氢氧化钠不足，生成氢氧化铝白色沉淀发生反应：Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓，设反应掉的铝离子物质的量为x，得到的沉淀物中铝元素的质量是所得溶液中铝元素的质量的2倍，则2（c₁V-x）=x，所以x=$\frac{2}{3}$c₁V，消耗氢氧化钠3x，即2c₁Vmol，所以2c₁V=c₂V，所以此时c₁：c₂=1：2，所以原AlCl₃溶液和NaOH溶液物质的量浓度之比可能是3：10或者1：2；
故选B．

点评 本题考查了根据方程式进行计算，同时考查学生分析问题、解决问题能力，很多同学往往只考虑溶液中的铝元素为铝离子而漏掉为偏铝酸根离子而导致错误，为易错点，题目难度中等．