Question

 有下列七种溶液：A、氢氧化钠溶液；B、氢氧化钡溶液；C、硫酸铝溶液；D、明矾溶液；E、混有少量硝酸的硫酸镁溶液；F、氯化铁溶液；任取其中的一种溶液（甲）逐滴加入到另一种溶液（乙）中至过量，观察到自始至终均有白色沉淀。试回答下列问题：

 

  （1）产生上述实验现象的试剂组合有（请用字母代号逐一列出，表格各栏可填满，可不填满，也可补充）

组别	1	2	3	4	5	6	7	8
甲	B
乙	D

  （2）请在下列坐标中作出第1组实验所得沉淀的物质的量（n_沉淀/mol）随B溶液体积（V_B/L）变化的曲线。

  （3）右图是某一组实验中所得沉淀的物质的量（n_沉淀/mol）随甲溶液中

溶质的物质的量（n_甲/mol）变化的曲线。符合下图曲线的试剂组合

是：甲     （填化学式）、乙      （填化学式）。

①若实验时取用的乙溶液为500 mL，试计算乙溶液中溶质的物质的

量的浓度。

②若向500 mL乙溶液中滴加1000 mL甲溶液时恰好得到bmol

（1＜b＜5）白色沉淀，请计算甲溶液中溶质的物质的量浓度。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Answer 1

 

    解析：本题以离子反应为切入点，以图表的形式考查了综合应用能力。本题综合性强，难度较大。任取其中的一种溶液（甲）逐滴加入到另一种溶液（乙）中至过量，要观察到自始至终均有白色沉淀，观察并尝试将给出溶液两两组合，能得到的白色沉淀有Al（OH）₃、Mg（OH）₂、BaSO₄。

  （1）本问审题需注意：白色沉淀要能满足“自始至终”均有！若只产生Al（OH）₃，则Al（OH）₃最终都将溶解掉；若要产生BaSO₄，则相应的组合有：B/C、B/D、B/E；排除A/E组合，因为A、E混合时，一开始无Mg（OH）₂沉淀生成。

  （2）第一组实验是：Ba（OH）₂ → KAl（SO₄）₂，考虑到滴入顺序，发生的化学方程式依次是：

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

    Ba（OH）₂过量时：2Ba（OH）₂ + KAl（SO₄）₂ == 2KAlO₂ + 2BaSO₄↓ + 2H₂O

    作图时，不妨假定KAl（SO₄）₂的物质的量为1mol进行分析。只要作出一定的比例即可，突出纵坐标、横坐标的两个沉淀过程的前后物质的量之比。

  （3）本问难度较大。观察右图曲线的斜率，发现一开始产生沉淀的效率较小，后产生沉淀效率增大，再效率变小，最后产生沉淀不再改变。图中一个重要的信息是：没有看到沉淀减少，可基本排除生成Al（OH）₃的可能，则判断出满足本图信息的溶液滴加顺序只能是：将Ba（OH）₂滴加入混有少量硝酸的硫酸镁溶液。即甲为Ba（OH）₂、乙为HNO₃和MgSO₄（注意题目要求填写化学式）。

    ①当加入1mol Ba（OH）₂时，发生反应：

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

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

    继续加入2mol Ba（OH）₂时，发生反应：

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

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

    再加入1mol Ba（OH）₂时，发生反应：

    2OH^-+ Mg²⁺ == Mg（OH）₂

    2mol （1mol）   （1mol）

    综上所述，n（MgSO₄） = n（SO₄^2-） = 3mol

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

    ②当恰好得到bmol（1＜b＜5）白色沉淀时，1<n（甲）<3。Ba（OH）₂中除一部分OH^-与H⁺反应而消耗掉，其余OH^-均生成Mg（OH）₂，Ba²⁺全部生成BaSO₄。则n[Ba（OH）₂]与沉淀的物质的量b之间的关系为：n[Ba（OH）₂] + {n[Ba（OH）₂]-1}= b，则n[Ba（OH）₂] =  mol，不难计算出c[Ba（OH）₂] = mol/L。

组别	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，突出纵坐标、横坐标的两个沉淀过程的前后物质的量之比。

 

 

 

 

 

 

 

 

  （3）甲：Ba（OH）₂、乙：HNO₃和MgSO₄

    ①HNO₃：4 mol·L^-1、MgSO₄：6mol·L^-1

    ②Ba（OH）₂：mol·L^-1