Question

20．室溫下，往0.2mol•L^-1 Al₂（SO₄）₃溶液中逐滴加入1.0mol•L^-1 NaOH溶液，實(shí)驗(yàn)測(cè)得溶液pH隨NaOH溶液體積變化的曲線如圖所示．

（1）a點(diǎn)溶液呈酸性的原因是（用離子方程式表示）Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；
（2）a→b段，溶液pH增大，Al³⁺ 濃度減�。ㄌ睢霸龃蟆薄皽p小”或“不變”）；
（3）c→d時(shí)，Al元素的主要存在形式是Al（OH）₃（填化學(xué)式）；
（4）根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算，Al（OH）₃ 的K_sp=4×10^-28．

Answer 1

分析 （1）a點(diǎn)時(shí)為硫酸鋁溶液，鋁離子部分水解，溶液顯示酸性；
（2）a-b段，發(fā)生反應(yīng)：H⁺+OH^-═H₂O，b-c段溶液的pH變化不大，主要發(fā)生反應(yīng)：Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓，由此分析解答；
（3）cd段鋁離子完全轉(zhuǎn)化成氫氧化鋁沉淀；
（4）根據(jù)b點(diǎn)溶液pH=5計(jì)算出氫氧根離子濃度，此時(shí)開(kāi)始生成氫氧化鋁沉淀，鋁離子濃度約為0.4mol/L，據(jù)此計(jì)算出氫氧化鋁的溶度積．

解答 解：（1）硫酸鋁為強(qiáng)酸弱堿鹽，鋁離子部分水解溶液顯酸性，水解離子反應(yīng)為：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，故答案為：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；
（2）a-b段，發(fā)生反應(yīng)：H⁺+OH^-═H₂O，b-c段溶液的pH變化不大，主要發(fā)生反應(yīng)：Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓，則加入的OH^-主要用于生成Al（OH）₃沉淀，所以Al³⁺ 濃度減小，故答案為：減�。�
（3）c-d段溶液pH變化較大，此時(shí)鋁離子完全轉(zhuǎn)化成氫氧化鋁沉淀；d-e段溶液pH變化不大，Al（OH）₃沉淀開(kāi)始溶解生成NaAlO₂，e點(diǎn)后氫氧化鋁完全溶解，根據(jù)以上分析可知，則c→d時(shí)，A1元素的主要存在形式為：Al（OH）₃，故答案為：Al（OH）₃；
（4）b點(diǎn)時(shí)溶液的pH=5，此時(shí)開(kāi)始生成氫氧化鋁沉淀，b點(diǎn)時(shí)鋁離子濃度為：0.2mol/L×2=0.4mol/L，氫氧根離子濃度為：1×10^-9mol/L，則氫氧化鋁的溶度積為：K_SP≈0.4×（1×10^-9）³=4×10^-28，
故答案為：4×10^-28．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了有硫酸鋁與氫氧化鈉反應(yīng)，結(jié)合圖象綜合應(yīng)用、難溶物溶度積的計(jì)算，題目難度中等，試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查了學(xué)生靈活應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)的能力．