Question

9．向100mL 0.1mol•L^-1硫酸铝铵溶液中逐滴滴入0.1mol•L^-1 Ba（OH）₂溶液．随着Ba（OH）₂溶液体积V的变化，沉淀总物质的量n的变化如图所示．则下列说法中正确的是（　　）

• A． a点Al（OH）₃开始溶解
• B． c点溶液呈中性
• C． b点发生反应的离子方程式是：Al³⁺+2SO₄^2-+2Ba²⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓+2BaSO₄↓
• D． ab段与bc段消耗的Ba（OH）₂溶液的体积相等

Answer 1

分析 100mL 0.1mol•L^-1硫酸铝铵[NH₄Al（SO₄）₂]，NH₄Al（SO₄）₂物质的量为0.01mol．溶液含有NH₄⁺0.01mol，Al³⁺0.01mol，SO₄^2-0.02mol．
关键弄清楚反应顺序，开始滴加同时发生反应为SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，当Al³⁺沉淀完全时需加入0.03molOH^-，即加入0.015molBa（OH）₂，加入的Ba²⁺为0.015mol，SO₄^2-未完全沉淀，此时溶液含有硫酸铵、硫酸铝；（开始到a）
再滴加Ba（OH）₂，生成BaSO₄沉淀，发生反应为SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，所以沉淀质量继续增加；当SO₄^2-完全沉淀时，共需加入0.02molBa（OH）₂，加入0.04molOH^-，Al³⁺反应掉0.03molOH^-，生成Al（OH）₃0.01mol，剩余0.01molOH^-恰好与NH₄⁺完全反应，此时溶液中NH₄⁺完全反应，此时溶液为氨水溶液；（a到b）
继续滴加Ba（OH）₂，Al（OH）₃溶解，发生反应Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，由方程式可知要使0.01molAl（OH）₃完全溶解，需再加入0.005molBa（OH）₂，此时溶液为氨水与偏铝酸钡溶液．（b到c）

解答 解：100mL 0.1mol•L^-1硫酸铝铵[NH₄Al（SO₄）₂]，NH₄Al（SO₄）₂物质的量为0.01mol．溶液含有NH₄⁺0.01mol，Al³⁺0.01mol，SO₄^2-0.02mol．
关键弄清楚反应顺序，开始滴加同时发生反应为SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，当Al³⁺沉淀完全时需加入0.03molOH^-，即加入0.015molBa（OH）₂，加入的Ba²⁺为0.015mol，SO₄^2-未完全沉淀，此时溶液含有硫酸铵、硫酸铝；再滴加Ba（OH）₂，生成BaSO₄沉淀，发生反应为SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，所以沉淀质量继续增加，但增加幅度较前一过程小；当SO₄^2-完全沉淀时，共需加入0.02molBa（OH）₂，加入0.04molOH^-，Al³⁺反应掉0.03molOH^-，生成Al（OH）₃0.01mol，剩余0.01molOH^-恰好与NH₄⁺完全反应，此时溶液中NH₄⁺完全反应，此时溶液为氨水溶液，沉淀达最大为BaSO₄和Al（OH）₃；继续滴加Ba（OH）₂，Al（OH）₃溶解，发生反应Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，由方程式可知要使0.01molAl（OH）₃完全溶解，需再加入0.005molBa（OH）₂，此时溶液为氨水与偏铝酸钡溶液．
A、a点氢氧根离子与铵根离子结合成一水合氨，而不是溶解氢氧化铝，故A错误；
B、由分析可知，c为溶液为氨水与偏铝酸钡溶液，所以溶液呈碱性，故B错误；
C、由分析可知，b点发生反应为SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，故C错误；
D、ab段是0.01molNH₄⁺转化为一水合氨，需0.005mol的氢氧化钡，而bc段消耗是0.01mol的氢氧化铝与氢氧化钡反应生成偏铝酸盐，消耗0.005mol的氢氧化钡，故D正确；
故选D．

点评 考查铝化合物的性质及计算，难度比较大，清楚整个反应过程是解题的关键，注意NH₄⁺与Al³⁺同时存在，OH^-首先与Al³⁺反应，而NH₄⁺与Al（OH）₃同时存在，OH^-首先与NH₄⁺反应．