Question

18．現(xiàn)有甲、乙兩瓶無(wú)色溶液，已知它們可能是AlCl₃溶液和NaOH溶液．現(xiàn)做如下實(shí)驗(yàn)：
①取440mL甲溶液與120mL乙溶液反應(yīng)，產(chǎn)生1.56g沉淀．
②取120mL甲溶液與440mL乙溶液反應(yīng)，產(chǎn)生1.56g沉淀．
③取120mL甲溶液與400mL乙溶液反應(yīng)，產(chǎn)生3.12g沉淀．
通過(guò)必要的計(jì)算和推理判定：甲溶液為AlCl₃溶液，理由是：氫氧化鈉與氯化鋁反應(yīng)，氫氧化鈉少量反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和氯化鈉，氫氧化鈉過(guò)量反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，由②③可知，一定量的甲與乙反應(yīng)時(shí)，乙的量越多，生成的沉淀越少，則乙為NaOH溶液，即甲為AlCl₃溶液
甲溶液的物質(zhì)的量濃度是多少？

Answer 1

分析 氫氧化鈉與氯化鋁反應(yīng)，氫氧化鈉少量反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和氯化鈉，氫氧化鈉過(guò)量反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，由②③可知，一定量的甲與乙反應(yīng)時(shí)，乙的量越多，生成的沉淀越少，則乙為NaOH溶液，即甲為AlCl₃溶液；根據(jù)①中發(fā)生AlCl₃+3NaOH═Al（OH）₃↓+3NaCl，堿不足來(lái)計(jì)算NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度；根據(jù)②中發(fā)生AlCl₃+3NaOH═Al（OH）₃↓+3NaCl、Al（OH）₃+NaOH═NaAlO₂+2H₂O，假設(shè)出最大沉淀量，并利用生成的沉淀的量來(lái)計(jì)算AlCl₃溶液的濃度；

解答 解：氫氧化鈉與氯化鋁反應(yīng)，氫氧化鈉少量反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和氯化鈉，氫氧化鈉過(guò)量反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，由②③可知，一定量的甲與乙反應(yīng)時(shí)，乙的量越多，生成的沉淀越少，則乙為NaOH溶液，即甲為AlCl₃溶液，
在①中發(fā)生AlCl₃+3NaOH═Al（OH）₃↓+3NaCl，1.56g沉淀的物質(zhì)的量為$\frac{1.56g}{78g/mol}$=0.02mol，堿不足，完全反應(yīng)，
則NaOH的物質(zhì)的量為0.02mol×3=0.06mol，故NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為$\frac{0.06mol}{0.12L}$=0.5mol/L，
在②中發(fā)生AlCl₃+3NaOH═Al（OH）₃↓+3NaCl、Al（OH）₃+NaOH═NaAlO₂+2H₂O，假設(shè)出沉淀最大量xmol，開(kāi)始沉淀過(guò)程消耗氫氧根離子3xmol，
沉淀溶解過(guò)程氫氧化鋁與氫氧化鈉1：1反應(yīng)，最后生成0.02mol氫氧化鋁，所以消耗氫氧化鈉（x-0.02）mol，
則一共消耗氫氧化鈉為3x+（x-0.02）=0.44L×0.5mol/L=0.22mol，解得x=0.06mol，即最多有氫氧化鋁0.06mol，所以原溶液含鋁離子0.06mol，
氯化鋁濃度為$\frac{0.06mol}{0.12L}$=0.5mol/L，
故答案為：AlCl₃；氫氧化鈉與氯化鋁反應(yīng)，氫氧化鈉少量反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和氯化鈉，氫氧化鈉過(guò)量反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，由②③可知，一定量的甲與乙反應(yīng)時(shí)，乙的量越多，生成的沉淀越少，則乙為NaOH溶液，即甲為AlCl₃溶液；
甲溶液的物質(zhì)的量濃度為0.5mol/L；

點(diǎn)評(píng) 本題考查氯化鋁與堿的反應(yīng)，明確氫氧化鋁的兩性及了利用信息判斷過(guò)量堿能溶解氫氧化鋁、實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是解答的關(guān)鍵，難度較大．