Question

【題目】將3mol/L NaOH溶液滴入到25mL 一定濃度的AlCl3溶液中。下圖是整個(gè)過程的數(shù)學(xué)分析曲線。其中橫軸表示加入OH-的物質(zhì)的量，縱軸表示產(chǎn)生的Al(OH)3沉淀的物質(zhì)的量。據(jù)圖回答：

（1）當(dāng)C點(diǎn)從O點(diǎn)向A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，表示隨著OH-的不斷加入，沉淀量逐漸________。OA曲線表示的離子反應(yīng)是：______________________________；由此可得A點(diǎn)的坐標(biāo)為_______；此時(shí)加入氫氧化鈉溶液的體積為____________；

（2）AB曲線表示的離子反應(yīng)為：___________________，由此可得B點(diǎn)的坐標(biāo)為：_________。

（3）由上述分析，可求得AlCl3溶液中Al3+離子的濃度為：_____mol/L。

（4）當(dāng)x=0.035時(shí)，鋁元素在體系中的存在形式為________，其物質(zhì)的量為____________。

Answer 1

【答案】 增加 Al3+ + 3OH—=Al(OH)3↓ （0.03，0.01） 10mL Al(OH)3 + OH— =AlO2— + 2H2O （0.04，0） 0.4 Al(OH)3 、AlO2— 0.005mol、 0.005mol

【解析】根據(jù)圖像，當(dāng)C點(diǎn)從O點(diǎn)向A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，表示隨著OH-的不斷加入，沉淀量逐漸增加，A點(diǎn)Al3+剛好完全沉淀，沉淀量達(dá)最大值；從A點(diǎn)到B點(diǎn)，隨著OH-的不斷加入，沉淀量逐漸減少，B點(diǎn)時(shí)Al（OH）3剛好完全溶解。根據(jù)縱坐標(biāo)n[Al（OH）3]max=0.01mol和Al守恒，原n（AlCl3）=0.01mol，依據(jù)AlCl3物質(zhì)的量和相關(guān)方程式進(jìn)行計(jì)算。

根據(jù)圖像，當(dāng)C點(diǎn)從O點(diǎn)向A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，表示隨著OH-的不斷加入，沉淀量逐漸增加，A點(diǎn)Al3+剛好完全沉淀，沉淀量達(dá)最大值；從A點(diǎn)到B點(diǎn)，隨著OH-的不斷加入，沉淀量逐漸減少，B點(diǎn)時(shí)Al（OH）3剛好完全溶解。根據(jù)縱坐標(biāo)n[Al（OH）3]max=0.01mol和Al守恒，原n（AlCl3）=0.01mol。

（1）當(dāng)C點(diǎn)從O點(diǎn)向A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，表示隨著OH-的不斷加入，沉淀量逐漸增加，OA曲線表示的離子反應(yīng)是：Al3++3OH-=Al（OH）3↓，則A點(diǎn)消耗的n（OH-）=30.01mol=0.03mol，由此可得A點(diǎn)的坐標(biāo)為（0.03，0.01）。此時(shí)加入NaOH溶液的體積為=0.01L=10mL。

（2）AB曲線表示Al（OH）3溶于NaOH，表示的離子反應(yīng)為Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O。溶解0.01molAl（OH）3消耗n（OH-）=0.01mol，則B點(diǎn)的坐標(biāo)為（0.04，0）。

（3）原n（AlCl3）=0.01mol，c（AlCl3）==0.4mol/L，AlCl3溶液中Al3+離子的濃度為0.4mol/L。

（4）當(dāng)x=0.035時(shí)，加入OH-物質(zhì)的量大于0.03mol（A點(diǎn)）小于0.04mol（B點(diǎn)），說明AlCl3完全沉淀后并溶解了部分Al（OH）3，鋁元素在體系中的存在形式為Al（OH）3和AlO2-。加入0.03molOH-時(shí)AlCl3完全沉淀生成0.01molAl（OH）3沉淀，x=0.035mol時(shí)，溶解Al（OH）3消耗的n（OH-）為0.035mol-0.03mol=0.005mol，根據(jù)離子反應(yīng)Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，0.005molOH-溶解0.005molAl（OH）3同時(shí)生成0.005molAlO2-，留下的Al（OH）3為0.01mol-0.005mol=0.005mol；當(dāng)x=0.035時(shí)，鋁元素在體系中的存在形式為Al（OH）3和AlO2-，Al（OH）3和AlO2-物質(zhì)的量都為0.005mol。