Question

2．向100mLBaCl₂、AlCl₃、FeCl₃的混合溶液A中，逐滴加入Na₂SO₄和NaOH的混合溶液B，产生的沉淀和加入混合溶液B的体积关系如下图所示：
（1）加入B溶液110mL时，溶液中的沉淀是Fe（OH）₃、BaSO₄，溶液中的溶质是NaCl、NaAlO₂、Na₂SO₄．
（2）从90mL至100mL之间加入10mL B溶液时发生的离子反应方程式是：Ba²⁺+SO₄^2-→BaSO₄↓，Al（OH）₃+OH^-→AlO₂^-+2H₂O溶液B中Na₂SO₄与NaOH的物质的量浓度之比为1：1；
（3）计算A溶液中AlCl₃的物质的量浓度，写出计算过程：2mol/L．

Answer 1

分析 图中第一段曲线生成的沉淀为BaSO₄、Fe（OH）₃和Al（OH）₃，且加入B溶液90mL时，Fe³⁺、Al³⁺恰好沉淀完全；
图中第二段曲线为平行直线，沉淀总物质的量没有增减，故这段是由Al（OH）₃的溶解和BaSO₄的继续生成所引起，且溶解的Al（OH）₃的物质的量和生成的BaSO₄的物质的量相等；
图中第三段曲线中，加入B溶液100mL时，Ba²⁺恰好沉淀完全，这段中Al（OH）₃继续溶解，B为110mL时，沉淀中Al（OH）₃已完全溶解；
图中第四段曲线中，沉淀为Fe（OH）₃、BaSO₄共1.1mol，据此对各选项进行解答．

解答 解：第一段曲线生成的沉淀为BaSO₄、Fe（OH）₃和Al（OH）₃，且加入B溶液90mL时，Fe³⁺、Al³⁺恰好沉淀完全；第二段曲线为平行直线，沉淀总物质的量没有增减，故这段是由Al（OH）₃的溶解和BaSO₄的继续生成所引起，且溶解的Al（OH）₃的物质的量和生成的BaSO₄的物质的量相等；第三段曲线中，加入B溶液100mL时，Ba²⁺恰好沉淀完全，这段中Al（OH）₃继续溶解，B为110mL时，沉淀中Al（OH）₃已完全溶解；第四段曲线中，沉淀为Fe（OH）₃、BaSO₄共1.1mol，
（1）根据分析可知，加入110mLB溶液时，剩余的沉淀为Fe（OH）₃、BaSO₄的混合物，根据质量守恒可知溶质为NaCl、NaAlO₂、Na₂SO₄，
故答案为：Fe（OH）₃、BaSO₄；NaCl、NaAlO₂、Na₂SO₄；
（2）加入B溶液100mL时，Ba²⁺恰好沉淀完全，这段中Al（OH）₃继续溶解，B为110mL时，沉淀中Al（OH）₃已完全溶解，溶解了0.1molAl（OH）₃，消耗了10mLB溶液，故c（NaOH）=$\frac{0.1mol}{0.01L}$=10mol/L；加入的90mLB溶液中含有氢氧根离子的物质的量为：10mol/L×0.09mol=0.9mol，生成氢氧化铝、氢氧化铁沉淀的物质的量为：0.9mol×$\frac{1}{3}$=0.3mol，生成硫酸钡沉淀的物质的量为：1.2mol-0.3mol=0.9mol，故c（Na₂SO₄）=$\frac{0.9mol}{0.09L}$=10mol/L，所以B溶液中Na₂SO₄和NaOH的物质的量浓度之比为1：1，
故答案为：1：1；
（3）90-110mLB溶液时氢氧化铝完全溶解，消耗了20mL氢氧化钠溶液，参加反应的氢氧根离子的物质的量为：10mol/L×0.2L=0.2mol，根据反应Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O可知，原溶液中铝离子的总物质的量为0.2mol，则氯化铝的物质的量为0.2mol，其浓度为：$\frac{0.2mol}{0.1L}$=2mol/L，
故答案为：2mol/L．

点评 本题考查混合物反应的计算，题目难度中等，根据图象正确判断各阶段的离子反应为解答关键，然后结合各阶段的各种物质的量进行计算，试题侧重考查学生的分析、推理能力．