Question

19．向100mL 0.1mol•L^-1硫酸鋁銨[NH₄Al（SO₄）₂]溶液中逐滴滴入0.1mol•L^-1 Ba（OH）₂溶液．隨著Ba（OH）₂溶液體積V的變化，沉淀總物質(zhì)的量n的變化如圖所示．下列說法不正確的（　�。�

• A． a點(diǎn)的溶液呈酸性的原因?yàn)椋篘H₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺
• B． c點(diǎn)沉淀的質(zhì)量比a點(diǎn)沉淀的質(zhì)量大
• C． b點(diǎn)加入Ba（OH）₂溶液的體積為150mL
• D． 至c點(diǎn)完成反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式可表示為：Al³⁺+2SO₄^2-+NH₄⁺+2Ba²⁺+5OH^-=AlO₂^-+2BaSO₄↓+NH₃•H₂O+2H₂O

Answer 1

分析 100mL 0.1mol•L^-1硫酸鋁銨[NH₄Al（SO₄）₂]，NH₄Al（SO₄）₂物質(zhì)的量為0.01mol．溶液含有NH₄⁺0.01mol，Al³⁺0.01mol，SO₄^2-0.02mol．
開始滴加同時(shí)發(fā)生反應(yīng)為SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，當(dāng)Al³⁺沉淀完全時(shí)需加入0.03molOH^-，即加入0.015molBa（OH）₂，加入的Ba²⁺為0.015mol，SO₄^2-未完全沉淀，此時(shí)溶液含有硫酸銨；（開始到a）再滴加Ba（OH）₂，生成BaSO₄沉淀，發(fā)生反應(yīng)為SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，所以沉淀質(zhì)量繼續(xù)增加；當(dāng)SO₄^2-完全沉淀時(shí)，共需加入0.02molBa（OH）₂，加入0.04molOH^-，Al³⁺反應(yīng)掉0.03molOH^-，生成Al（OH）₃0.01mol，剩余0.01molOH^-恰好與NH₄⁺完全反應(yīng)，此時(shí)溶液中NH₄⁺完全反應(yīng)，此時(shí)溶液為氨水溶液；（a到b）
繼續(xù)滴加Ba（OH）₂，Al（OH）₃溶解，發(fā)生反應(yīng)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，此時(shí)溶液為氨水與偏鋁酸鋇溶液．（b到c）

解答 解：100mL 0.1mol•L^-1硫酸鋁銨[NH₄Al（SO₄）₂]，NH₄Al（SO₄）₂物質(zhì)的量為0.01mol．溶液含有NH₄⁺0.01mol，Al³⁺0.01mol，SO₄^2-0.02mol．
開始滴加同時(shí)發(fā)生反應(yīng)為SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，當(dāng)Al³⁺沉淀完全時(shí)需加入0.03molOH^-，即加入0.015molBa（OH）₂，加入的Ba²⁺為0.015mol，SO₄^2-未完全沉淀，此時(shí)溶液含有硫酸銨；再滴加Ba（OH）₂，生成BaSO₄沉淀，發(fā)生反應(yīng)為SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，所以沉淀質(zhì)量繼續(xù)增加，但增加幅度較前一過程��；當(dāng)SO₄^2-完全沉淀時(shí)，共需加入0.02molBa（OH）₂，加入0.04molOH^-，Al³⁺反應(yīng)掉0.03molOH^-，生成Al（OH）₃0.01mol，剩余0.01molOH^-恰好與NH₄⁺完全反應(yīng)，此時(shí)溶液中NH₄⁺完全反應(yīng)，此時(shí)溶液為氨水溶液，沉淀達(dá)最大為BaSO₄和Al（OH）₃；繼續(xù)滴加Ba（OH）₂，Al（OH）₃溶解，發(fā)生反應(yīng)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，此時(shí)溶液為氨水與偏鋁酸鋇溶液．
A、由分析可知，從開始到a點(diǎn)，發(fā)生反應(yīng)為SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，a點(diǎn)對應(yīng)的沉淀為BaSO₄和Al（OH）₃，溶液的溶質(zhì)是（NH₄）₂SO₄，那么該物質(zhì)水解溶液呈酸性，其原因?yàn)椋篘H₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，故A正確；
B、a點(diǎn)沉淀的質(zhì)量=0.015mol×233g/mol+0.01mol×78g/mol=4.275g，c點(diǎn)為硫酸鋇的質(zhì)量，為0.01mol×2×233g/mol=4.66g，所以質(zhì)量c點(diǎn)＞a點(diǎn)，故B正確；
C、當(dāng)SO₄^2-完全沉淀時(shí)，共需加入0.02molBa（OH）₂，則b點(diǎn)消耗氫氧化鋇體積=$\frac{0.02mol}{0.1mol/L}$=200mL，故C錯(cuò)誤；
D、至c點(diǎn)完成反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式可表示為：Al³⁺+2SO₄^2-+NH₄⁺+2Ba²⁺+5OH^-=AlO₂^-+2BaSO₄↓+NH₃•H₂O+2H₂O，故D正確；
故選：C．

點(diǎn)評 本題考查鋁化合物的性質(zhì)及計(jì)算，難度比較大，清楚整個(gè)反應(yīng)過程是解題的關(guān)鍵，注意NH₄⁺與Al³⁺同時(shí)存在，OH^-首先與Al³⁺反應(yīng)，而NH₄⁺與Al（OH）₃同時(shí)存在，OH^-首先與NH₄⁺反應(yīng)．