Question

某50ml溶液含0.2mol/LAl₂（SO₄）₃和0.005molH₂SO₄，向此溶液中缓缓滴加0.40mol/L的NaOH溶液至生成的沉淀恰好溶解，试计算（填写计算结果，不必书写计算过程）：
（1）开始沉淀时，加入NaOH溶液的体积．
（2）生成沉淀质量最大时加入的NaOH溶液的体积．
（3）沉淀完全溶解时，加入NaOH溶液的最小体积．

Answer 1

解：（1）n（H⁺）=0.005mol×2=0.01mol，开始生成沉淀时发生：H⁺+OH^-=H₂O，n（NaOH）=0.01mol，
则加入NaOH溶液的体积为=0.025L=25mL，
答：开始沉淀时，加入NaOH溶液的体积为25mL；
（2）生成沉淀质量最大时，所发生的反应为H⁺+OH^-=H₂O和Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，中和硫酸需要0.01molNaOH溶液，
n（Al³⁺）=0.2mol/L×2×0.05L=0.02mol，需要NaOH0.02mol×3=0.06mol，
共需NaOH0.06mol+0.01mol=0.07mol，所以需要NaOH的体积为=0.175L=175mL，
答：生成沉淀质量最大时加入的NaOH溶液的体积为175mL；
（3）沉淀完全溶解时，所发生的反应为H⁺+OH^-=H₂O和Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+H₂O，
中和硫酸需要0.01molNaOH溶液，
发生Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+H₂O，需要n（NaOH）=0.02mol×4=0.08mol，
共需NaOH的物质的量为0.08mol+0.01mol=0.09mol，
体积为=0.225L=225mL，
答：沉淀完全溶解时，加入NaOH溶液的最小体积为225mL．
分析：（1）开始生成沉淀时发生：H⁺+OH^-=H₂O，根据硫酸的物质的量计算NaOH的物质的量，进而计算体积；
（2）生成沉淀质量最大时，所发生的反应为H⁺+OH^-=H₂O和Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，根据反应的方程式计算；
（3）沉淀完全溶解时，所发生的反应为H⁺+OH^-=H₂O和Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+H₂O，根据反应的方程式计算．
点评：本题考查混合物的计算，题目难度中等，注意把握相关反应的化学方程式，根据方程式计算．