Question

 有下列七種溶液：A、氫氧化鈉溶液；B、氫氧化鋇溶液；C、硫酸鋁溶液；D、明礬溶液；E、混有少量硝酸的硫酸鎂溶液；F、氯化鐵溶液；任取其中的一種溶液（甲）逐滴加入到另一種溶液（乙）中至過量，觀察到自始至終均有白色沉淀。試回答下列問題：

 

   （1）產生上述實驗現象的試劑組合有（請用字母代號逐一列出，表格各欄可填滿，可不填滿，也可補充）

組別	1	2	3	4	5	6	7	8
甲	B
乙	D

   （2）請在下列坐標中作出第1組實驗所得沉淀的物質的量（n_沉淀/mol）隨B溶液體積（V_B/L）變化的曲線。

   （3）右圖是某一組實驗中所得沉淀的物質的量（n_沉淀/mol）隨甲溶液中

溶質的物質的量（n_甲/mol）變化的曲線。符合下圖曲線的試劑組合

是：甲     （填化學式）、乙       （填化學式）。

①若實驗時取用的乙溶液為500 mL，試計算乙溶液中溶質的物質的

量的濃度。

②若向500 mL乙溶液中滴加1000 mL甲溶液時恰好得到bmol

（1＜b＜5）白色沉淀，請計算甲溶液中溶質的物質的量濃度。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Answer 1

【答案】

 

    解析：本題以離子反應為切入點，以圖表的形式考查了綜合應用能力。本題綜合性強，難度較大。任取其中的一種溶液（甲）逐滴加入到另一種溶液（乙）中至過量，要觀察到自始至終均有白色沉淀，觀察并嘗試將給出溶液兩兩組合，能得到的白色沉淀有Al（OH）₃、Mg（OH）₂、BaSO₄。

   （1）本問審題需注意：白色沉淀要能滿足“自始至終”均有！若只產生Al（OH）₃，則Al（OH）₃最終都將溶解掉；若要產生BaSO₄，則相應的組合有：B/C、B/D、B/E；排除A/E組合，因為A、E混合時，一開始無Mg（OH）₂沉淀生成。

   （2）第一組實驗是：Ba（OH）₂ → KAl（SO₄）₂，考慮到滴入順序，發生的化學方程式依次是：

    Ba（OH）₂少量時：3Ba（OH）₂ + 2KAl（SO₄）₂ == 2Al（OH）₃↓ + 2BaSO₄↓+ K₂SO₄

    Ba（OH）₂過量時：2Ba（OH）₂ + KAl（SO₄）₂ == 2KAlO₂ + 2BaSO₄↓ + 2H₂O

    作圖時，不妨假定KAl（SO₄）₂的物質的量為1mol進行分析。只要作出一定的比例即可，突出縱坐標、橫坐標的兩個沉淀過程的前后物質的量之比。

   （3）本問難度較大。觀察右圖曲線的斜率，發現一開始產生沉淀的效率較小，后產生沉淀效率增大，再效率變小，最后產生沉淀不再改變。圖中一個重要的信息是：沒有看到沉淀減少，可基本排除生成Al（OH）₃的可能，則判斷出滿足本圖信息的溶液滴加順序只能是：將Ba（OH）₂滴加入混有少量硝酸的硫酸鎂溶液。即甲為Ba（OH）₂、乙為HNO₃和MgSO₄（注意題目要求填寫化學式）。

    ①當加入1mol Ba（OH）₂時，發生反應：

    Ba²⁺ + SO₄^2- == BaSO₄↓     OH^- + H⁺ == H₂O

    1mol  （1mol）  （1mol）       2mol （2mol）        即n（HNO₃）=2mol

    繼續加入2mol Ba（OH）₂時，發生反應：

    Ba²⁺ + SO₄^2- == BaSO₄↓     2OH^- + Mg²⁺ == Mg（OH）₂

    2mol  （2mol）  （2mol）       4mol  （2mol）   （2mol）

    再加入1mol Ba（OH）₂時，發生反應：

    2OH^- + Mg²⁺ == Mg（OH）₂

    2mol  （1mol）   （1mol）

    綜上所述，n（MgSO₄） = n（SO₄^2-） = 3mol

    則c（HNO₃）=2mol/0．5L =4mol/L，c（MgSO₄）= 3mol/0．5L = 6mol/L。

    ②當恰好得到bmol（1＜b＜5）白色沉淀時，1<n（甲）<3。Ba（OH）₂中除一部分OH^-與H⁺反應而消耗掉，其余OH^-均生成Mg（OH）₂，Ba²⁺全部生成BaSO₄。則n[Ba（OH）₂]與沉淀的物質的量b之間的關系為：n[Ba（OH）₂] + {n[Ba（OH）₂]-1} = b，則n[Ba（OH）₂] =  mol，不難計算出c[Ba（OH）₂] = mol/L。

組別	1	2	3	4	5	6
甲	B	B	B	C	D	E
乙	D	C	E	B	B	B

    答案：（1）

 

 

 

   （2）只要作出一定的比例即可，突出縱坐標、橫坐標的兩個沉淀過程的前后物質的量之比。

 

 

 

 

 

 

 

 

   （3）甲：Ba（OH）₂、乙：HNO₃和MgSO₄

    ①HNO₃：4 mol·L^-1、MgSO₄： 6mol·L^-1

    ②Ba（OH）₂：mol·L^-1