Question

有下列六種溶液：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)下圖是上述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1 000 mL甲溶液時恰好得到6 mol(1＜b＜5)白色沉淀，試計算甲溶液中溶質的物質的量濃度。

Answer 1

【解析】(1)B(氫氧化鋇溶液)+D(明礬溶液)自始至終都有白色沉淀(BaSO₄)；B(氫氧化鋇溶液)+C(硫酸鋁溶液)自始至終都有白色沉淀(BaSO₄)；B(氫氧化鋇溶液)+E(混有少量硝酸的硫酸鎂溶液)自始至終都有白色沉淀(BaSO₄)；這三組中的甲、乙兩種物質互相交換，又得到3種組合，共有6種組合(見答案)。

(2)將氫氧化鋇溶液逐滴加入明礬溶液中，當時，產生沉淀的物質的量最大，此時反應式為：

    3Ba(OH)₂+2KAl(SO₄)₂3BaSO₄↓+2Al(OH)₃↓+K₂SO₄；當=2時，產生沉淀的物質的量最小，反應為：

    2Ba(OH)₂+KAl(SO₄)₂2BaSO₄↓+KAlO₂+2H₂O；產生1 mol Al(OH)₃沉淀時需消耗3 mol OH^-，溶解1 mol Al(OH)₃沉淀時需消耗1 mol OH^-，據此作出圖象如下。

(3)甲為Ba(OH)₂，乙為HNO₃和MgSO₄的混合溶液時，符合給出的圖示關系，原理：將Ba(OH)₂溶液逐滴加入HNO₃和MgSO₄的混合溶液中，開始加入的Ba(OH)₂將HNO₃中和，產生的沉淀只有BaSO₄；等到將HNO₃完全被中和后再繼續滴加Ba(OH)₂溶液，在產生BaSO₄沉淀的同時還會產生Mg(OH)₂沉淀，圖象中線的斜率增大(陡度增大)；等到溶液中的完全沉淀后，再繼續滴加Ba(OH)₂溶液，只產生Mg(OH)₂沉淀，此時圖象中直線的斜率變小，當溶液中的Mg²⁺完全沉淀后，產生的沉淀量保持不變(圖象保持水平)。

    ①(0，0)—(1，1)之間，加入了1 mol Ba(OH)₂，只產生了1 mol BaSO₄沉淀，說明加入的OH^-沒有產生沉淀(即被硝酸中和了)，根據中和反應關系Ba(OH)₂—2HNO₃可知，乙溶液中含有2 mol HNO₃，則c(HNO₃)==4 mol·L^-1。(1，1)—(3，5)之間，又加入了2 molBa(OH)₂，生成了4 mol沉淀，關系式為Ba(OH)₂—BaSO₄↓+Mg(OH)₂↓。(3，5)—(4，6)之間，加入了1 mol Ba(OH)₂，產生了1 mol Mg(OH)₂沉淀，根據Ra(OH)₂—Mg(OH)₂↓可知，乙溶液中含有(2+1)molMgSO₄，則c(MgSO₄)==6 mol·L^-1。

    ②加入的Ba(OH)₂溶液的體積為1 000 mL(即1 L)，設其物質的量為x mol，當1＜b＜5時，圖象中的縱坐標與橫坐標的比值為2：1，據此列出等式=2，求出x=，則c[Ba(OH)₂]= mol·L^-1。

【答案】(1)如下表：

組別	1	2	3	4	5	6	7	8
甲	B	B	B	C	D	E
乙	D	C	E	B	B	B

(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  6 mol·L^-1

②Ba(OH)₂：mol·L^-1