Question

将FeCl₃、AlCl₃两种固体混合物溶于足量水后加入一定量的NaOH溶液，产生1.07g红褐色沉淀，再向所得浊液中逐滴滴加1.00mol?L^-1HCl溶液，加入HCl溶液的体积与生产沉淀的关系如图所示，试回答：
（1）A点的沉淀物的化学式为

 

，理由是

 

．
（2）写出A点至B点发生反应的离子方程式

 

．
（3）原混合物中AlCl₃的质量是

 

g，FeCl₃质量是

 

g．
（4）C点HCl溶液的体积为

 

mL．

Answer 1

考点：离子方程式的有关计算,镁、铝的重要化合物,铁的氧化物和氢氧化物

专题：计算题

分析：图象分析加入盐酸反应过程是，开始沉沉的无变化，说明原氢氧化钠过量，A点为Fe（OH）₃沉淀的质量，0-10ml盐酸和氢氧化钠反应，10-30ml是偏铝酸钠和盐酸反应生成氢氧化铝沉淀的过程，达到最大量沉淀后，继续加入盐酸，Al（OH）₃、Fe（OH）₃沉淀开始溶解到完全溶解，先分段分析图象，分析每一段图象发生的化学反应有哪些、拐点溶液中溶质的成分是什么，然后结合方程式、原子守恒求出各个物理量．

解答： 解：向所得浊液中，逐滴加入1mol/L盐酸，由加入盐酸的体积和生成沉淀的质量关系图分析：
①0-10ml，随盐酸的体积增加，生成沉淀的质量不变，
说明A点沉淀是Fe（OH）₃，m[Fe（OH）₃]=1.07g，NaOH、AlCl₃、FeCl₃组成的混合物，溶于足量水发生反应是：FeCl₃+3NaOH=Fe（OH）₃↓+3NaCl；
AlCl₃+4NaOH=NaAlO₂+3NaCl+2H₂O，NaOH有剩余，溶液是NaCl、NaAlO₂和NaOH的混合液，该阶段发生反应是：NaOH+HCl=NaCl+H₂O；
②10ml处，加入10ml盐酸刚好中和未反应的NaOH，溶液为NaCl、NaAlO₂；
③10ml-30ml，即A点→B点，随盐酸的体积增加，生成沉淀的质量增加，该阶段发生反应是：NaAlO₂+HCl+H₂O=Al（OH）₃↓+NaCl，离子方程式是：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓
④30ml处，NaAlO₂与盐酸恰好反应，需盐酸体积为：30ml-10ml=20ml，沉淀质量达到最大，溶液为NaCl溶液；
⑤30ml-C点，随盐酸的体积增加，沉淀的质量减少，发生反应是：Fe（OH）₃+3HCl=FeCl₃+3H₂O；Al（OH）₃+3HCl=AlCl₃+3H₂O；
⑥C点，Fe（OH）₃和Al（OH）₃完全反应，溶液为FeCl₃、AlCl₃和NaCl混合液．
（1）A处的沉淀为Fe（OH）₃，因为加入10.0mlHCl恰好中和过量的NaOH，再加HCl沉淀增多，说明[Al（OH）₄]^-转化为Al（OH）₃，故A点沉淀为Fe（OH）₃；
故答案为：Fe（OH）₃；因为加入10.0mlHCl恰好中和过量的NaOH，再加HCl沉淀增多，说明[Al（OH）₄]^-转化为Al（OH）₃，故A点沉淀为Fe（OH）₃；
（2）10ml-30ml，即A点→B点，随盐酸的体积增加，生成沉淀的质量增加，该阶段发生反应是：NaAlO₂+HCl+H₂O=Al（OH）₃↓+NaCl，离子方程式是：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓，
故答案为：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓；
（3）选30ml处，计算NaOH的质量，此时，溶液为NaCl溶液，溶液中Cl^-来源于原混合物中的AlCl₃、FeCl₃和加入的30mlHCl，溶液中Na⁺来源于原混合物中的NaOH．
    NaAlO₂ +HCl+H₂O=Al（OH）₃↓+NaCl
0.02mol  0.02L×1mol/L=0.02mol
由Al原子守恒得原混合物中n（AlCl₃）=n（NaAlO₂）=0.02mol，氯化铝的质量=0.02mol×133.5g/mol=2.67g
由Fe原子守恒得原混合物中n（FeCl₃）=n[Fe（OH）₃]=

1.07g

107g/mol

=0.01mol，FeCl₃的质量=0.01mol×162.5g/mol=1.625g；
故答案为：2.67；1.625； 
（4）由Na⁺离子和Cl^-离子守恒得，原混合物中n（NaOH）=n（NaCl）=n（Cl^-）=3n（FeCl₃）+3n（AlCl₃）+n（HCl）=0.01mol×3+0.02mol×3+0.03L×1mol/L=0.12mol，C点溶液为FeCl₃、AlCl₃和NaCl混合液，C点所加盐酸用于中和原混合物中的NaOH，此时所加盐酸物质的量：n（HCl）=n（NaOH）=0.12mol；C点所表示盐酸的体积为：V=

0.12mol

1mol/L

=0.12L=120mL，
故答案为：120．

点评：本题考查了铝、镁及其化合物性质的分析判断，图象分析方法，对于图象分析题的解题规律：要明确每一段图象发生的化学反应、知道拐点代表的含义及溶液中溶质的成分，结合方程式对有关问题进行分析，题目难度中等．