Question

在50mlbmol/L氯化铝溶液中加入50mlamol/L的氢氧化钠溶液。
（1）当a≤3b时，生成氢氧化铝沉淀的物质的量为________;
（2）当a、b满足________条件时，无沉淀生成;
（3）当a、b满足________

Answer 1

a/60mol    4b≤a    3b
试题分析：分析本题时，写出AlCl₃和NaOH反应的方程式，3NaOH+AlCl₃=Al（OH）₃+3NaCl、4NaOH+AlCl=NaAlO₂+3NaCl+2H₂O，然后利用铝离子和氢氧根离子以物质的量之比为1：3，恰好沉淀，1：4，沉淀恰好溶解，找出临界值把范围分为三部分进行讨论。
（1）在化学反应中，参加反应的物质的物质的量之比=化学计量数之比。AlCl₃和NaOH反应，3NaOH+AlCl₃=Al（OH）₃+3NaCl，
当AlCl₃和NaOH恰好反应即物质的量之比为1：3时，生成的Al（OH）₃ 物质的量最大．当a≤3b时，反应中NaOH不足量，计算时应以NaOH为标准进行，设生成Al（OH）₃沉淀的物质的量为x。
3NaOH+AlCl₃=Al（OH）₃+3NaCl  
3           1
0.05×a      x
3：1=0.05×a：x
解得 x= a/60mol
（2）AlCl₃和NaOH反应生成Al（OH）₃，Al（OH）₃是两性氢氧化物，能够溶于NaOH溶液，所以生成的沉淀会减少，NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O，方程式3NaOH+AlCl₃=Al（OH）₃+3NaCl和 NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O 相加，得到方程式4NaOH+AlCl=NaAlO₂+3NaCl+2H₂O，由方程式可得，当AlCl₃和NaOH物质的量之比为1：4时，恰好没有沉淀产生．
4NaOH+AlCl=NaAlO₂+3NaCl+2H₂O 
4      1
0.05a  0.05b
a：b=4：1
故答案为：a=4b或a＞4b；
（3）先有沉淀生成，3NaOH+AlCl₃=Al（OH）₃+3NaCl，后又有部分沉淀溶解，NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O，所以3b＜a＜4b时，会出现先有沉淀生成后又有部分沉淀溶解，当全部生成沉淀时，应以AlCl₃为标准进行计算，当沉淀生成后又有部分沉淀溶解时，应以剩余的NaOH为标准进行计算。
设AlCl₃全部转化为Al（OH）₃时，需要的NaOH为xmol，生成的Al（OH）₃为ymol，
3NaOH+AlCl₃=Al（OH）₃+3NaCl
3     1     1
x    0.05b  y
x=0.15b   y=0.05b
剩余NaOH的物质的量为：0.05a-0.15b，
设生成NaAlO₂时需要的Al（OH）₃物质的量为zmol，
NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O
1         1
0.05a-0.15b  z
z=0.05a-0.15b 
所以剩余的Al（OH）₃物质的量为0.05b-（0.05a-0.15b ）=0.2b-0.05a。
故答案为：3b＜a＜4b；0.2b-0.05a。
考点：镁、铝的重要化合物；有关范围讨论题的计算
点评：本题考查的是铝的重要化合物的有关计算及有关计算范围的讨论．在做讨论题时，结合有关化学方程式，找出反应的临界值进行讨论，简洁明了。如：NaOH溶液中通入CO₂、向NaAlO₂溶液中滴加稀盐酸等都是有关计算范围的讨论。