Question

有下列六种溶液：A.氢氧化钠溶液；B.氢氧化钡溶液；C.硫酸铝溶液；D.明矾溶液；E.混有少量硝酸的硫酸镁溶液；F.氯化铁溶液。任取其中的一种溶液(甲)逐滴加入到另一种溶液(乙)中至过量，观察到自始至终均有白色沉淀。试回答下列问题：

(1)产生上述实验现象的试剂组合有(请用字母代号逐一列出，表格各栏可填满，可不填满，也可补充)：

组别	1	2	3	4	5	6	7	8
甲	B
乙	D

(2)请在下列坐标中作出第1组实验所得沉淀的物质的量(n_沉淀／mol)随B溶液体积(V_B/L)变化的曲线。

(3)下图是上述某一组实验中所得沉淀的物质的量(n沉淀／mol)随甲溶液中溶质的物质的量(n甲／mol)变化的曲线。符合下图曲线的试剂组合是：甲_________________(填化学式)，乙____________________(填化学式)。

    ①若实验时取用的乙溶液为500 mL，试计算乙溶液中溶质的物质的量的浓度。

    ②若向500 mL乙溶液中滴加1 000 mL甲溶液时恰好得到6 mol(1＜b＜5)白色沉淀，试计算甲溶液中溶质的物质的量浓度。

Answer 1

【解析】(1)B(氢氧化钡溶液)+D(明矾溶液)自始至终都有白色沉淀(BaSO₄)；B(氢氧化钡溶液)+C(硫酸铝溶液)自始至终都有白色沉淀(BaSO₄)；B(氢氧化钡溶液)+E(混有少量硝酸的硫酸镁溶液)自始至终都有白色沉淀(BaSO₄)；这三组中的甲、乙两种物质互相交换，又得到3种组合，共有6种组合(见答案)。

(2)将氢氧化钡溶液逐滴加入明矾溶液中，当时，产生沉淀的物质的量最大，此时反应式为：

    3Ba(OH)₂+2KAl(SO₄)₂3BaSO₄↓+2Al(OH)₃↓+K₂SO₄；当=2时，产生沉淀的物质的量最小，反应为：

    2Ba(OH)₂+KAl(SO₄)₂2BaSO₄↓+KAlO₂+2H₂O；产生1 mol Al(OH)₃沉淀时需消耗3 mol OH^-，溶解1 mol Al(OH)₃沉淀时需消耗1 mol OH^-，据此作出图象如下。

(3)甲为Ba(OH)₂，乙为HNO₃和MgSO₄的混合溶液时，符合给出的图示关系，原理：将Ba(OH)₂溶液逐滴加入HNO₃和MgSO₄的混合溶液中，开始加入的Ba(OH)₂将HNO₃中和，产生的沉淀只有BaSO₄；等到将HNO₃完全被中和后再继续滴加Ba(OH)₂溶液，在产生BaSO₄沉淀的同时还会产生Mg(OH)₂沉淀，图象中线的斜率增大(陡度增大)；等到溶液中的完全沉淀后，再继续滴加Ba(OH)₂溶液，只产生Mg(OH)₂沉淀，此时图象中直线的斜率变小，当溶液中的Mg²⁺完全沉淀后，产生的沉淀量保持不变(图象保持水平)。

    ①(0，0)—(1，1)之间，加入了1 mol Ba(OH)₂，只产生了1 mol BaSO₄沉淀，说明加入的OH^-没有产生沉淀(即被硝酸中和了)，根据中和反应关系Ba(OH)₂—2HNO₃可知，乙溶液中含有2 mol HNO₃，则c(HNO₃)==4 mol·L^-1。(1，1)—(3，5)之间，又加入了2 molBa(OH)₂，生成了4 mol沉淀，关系式为Ba(OH)₂—BaSO₄↓+Mg(OH)₂↓。(3，5)—(4，6)之间，加入了1 mol Ba(OH)₂，产生了1 mol Mg(OH)₂沉淀，根据Ra(OH)₂—Mg(OH)₂↓可知，乙溶液中含有(2+1)molMgSO₄，则c(MgSO₄)==6 mol·L^-1。

    ②加入的Ba(OH)₂溶液的体积为1 000 mL(即1 L)，设其物质的量为x mol，当1＜b＜5时，图象中的纵坐标与横坐标的比值为2：1，据此列出等式=2，求出x=，则c[Ba(OH)₂]= mol·L^-1。

【答案】(1)如下表：

组别	1	2	3	4	5	6	7	8
甲	B	B	B	C	D	E
乙	D	C	E	B	B	B

(2)只要作出一定的比例即可，突出纵坐标横坐标的两个沉淀过程的前后物质的量之比。

(3)甲：Ba(OH)₂、乙：HNO₃和MgSO₄

①HNO₃：4 mol·L^-1、MgSO₄  6 mol·L^-1

②Ba(OH)₂：mol·L^-1