Question

4．將硫酸鋁、硫酸鉀和明礬溶液[KAl（SO₄）₂•12H₂O]等體積等濃度混合．該混合液中SO₄^2-濃度為0.4mol/L．取100mL混合液加入0.4mol/L的KOH溶液，若要產生的沉淀量最大，加入該濃度的KOH的體積是（　�。�

• A． 100mL
• B． 150mL
• C． 200mL
• D． 250mL

Answer 1

分析 先根據混合液“等體積等濃度混合”、“混合液中SO₄^2-濃度為0.4mol/L”計算出混合前三種溶液的濃度、體積；產生的沉淀量最大時，反應后溶質為硫酸鉀，據此可計算出反應后溶液中鉀離子的總物質的量，然后根據質量守恒定律確定氫氧化鉀的物質的量，最后根據V=$\frac{n}{c}$計算出需要加入的氫氧化鉀溶液體積．

解答 解：設混合前硫酸鋁、硫酸鉀和明礬溶液[KAl（SO₄）₂•12H₂O]的濃度都為x，混合液中SO₄^2-濃度為0.4mol/L，則：$\frac{3x+x+2x}{3}$=0.4mol/L，解得：x=0.2mol/L，即混合前三種溶液的濃度都是0.2mol/L，
取100mL混合液加入0.4mol/L的KOH溶液，產生的沉淀量最大時，此時溶質為硫酸鉀，則最終混合液中鉀離子的物質的量為：n（K⁺）=2n（SO₄^2-）=2×0.4mol/L×0.1L=0.08mol，
由于三種溶液為等體積混合，則取出的100mL混合液中含有原三種溶液體積均為：$\frac{0.1L}{3}$，該100mLmL溶液中含有鉀離子的物質的量為：0.2mol/L×2×$\frac{0.1L}{3}$+0.2mol/L×1×$\frac{0.1L}{3}$=0.02mol，
根據鉀離子質量守恒，需要加入的氫氧化鉀的物質的量為：0.08mol-0.02mol=0.06mol，
所以需要加入0.4mol/L的KOH溶液的體積為：$\frac{0.06mol}{0.4mol/L}$=0.15L=150mL，
故選B．

點評 本題考查了離子方程式的計算，題目難度中等，明確發(fā)生反應的實質為解答關鍵，注意掌握守恒思想在化學計算中的應用，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學計算能力．