Question

向a mol NaOH溶液中逐滴加入bmol AlCl₃溶液，试回答：
（1）依次写出溶液中发生反应的化学方程式；
（2）若a+b=1，当a取不同值时，生成物可能有以下情况：
①全部是Al（OH）₃时，a的取值范围是

 

；
②全部是NaAlO₂时，a的取值范围是

 

；
③部分是NaAlO₂，部分是Al（OH）₃，a的取值范围是

 

；反应所生成的Al（OH）₃的物质的量为

 

mol，反应所生成的各物质的总物质的量（包括水）为

 

mol（用含b的式子表示）；
④在上述条件下，若要生成7.8g沉淀，则a的值等于

 

或

 

．

Answer 1

考点：有关范围讨论题的计算,镁、铝的重要化合物

专题：

分析：（1）开始时氢氧化钠过量，反应生成偏铝酸钠，之后氯化铝过量，铝离子与偏铝酸根发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀，据此写出反应的化学方程式；
（2）①据反应AlCl₃+4NaOH=3NaCl+NaAlO₂+2H₂O、3NaAlO₂+6H₂O+AlCl₃=4Al（OH）₃↓+3NaCl整理可得：AlCl₃+3NaOH=3NaCl+Al（OH）₃↓，当a：b=3：1时氯化铝和氢氧化钠恰好反应生成氢氧化铝沉淀，当a：b≤3：1，只有氢氧化铝沉淀生成；
②根据反应AlCl₃+4NaOH=3NaCl+NaAlO₂+2H₂O及a+b=1判断产物为偏铝酸钠时a与b的关系；
③结合①②判断当产物为氢氧化铝和偏铝酸钠时a的范围；
④根据氢氧化钠过量和不足两种情况讨论生成7.8g沉淀时a的值．

解答：解：（1）向NaOH溶液中逐滴加入AlCl₃溶液，开始时氢氧化钠过量，反应生成偏铝酸钠，反应的化学方程式为：AlCl₃+4NaOH=3NaCl+NaAlO₂+2H₂O；
当氯化铝过量后，铝离子与偏铝酸根离子发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀，反应的化学方程式为：3NaAlO₂+6H₂O+AlCl₃=4Al（OH）₃↓+3NaCl，
故答案为：AlCl₃+4NaOH=3NaCl+NaAlO₂+2H₂O；3NaAlO₂+6H₂O+AlCl₃=4Al（OH）₃↓+3NaCl；
（2）根据反应方程式AlCl₃+4NaOH=3NaCl+NaAlO₂+2H₂O、3NaAlO₂+6H₂O+AlCl₃=4Al（OH）₃↓+3NaCl可得：AlCl₃+3NaOH=3NaCl+Al（OH）₃↓，
①当a：b=3：1时氯化铝和氢氧化钠恰好反应生成氢氧化铝沉淀，当氯化铝过量时生成的只有氢氧化铝，则a：b≤3：1，又a+b=1，则a≤

3

4

时生成的只有氢氧化铝沉淀，
故答案为：0＜a≤

3

4

；
②当氢氧化钠过量时，反应生成偏铝酸钠，根据反应AlCl₃+4NaOH=3NaCl+NaAlO₂+2H₂O可知，a：b≥4：1，a+b=1，则

4

5

≤a＜1，
故答案为：

4

5

≤a＜1；
③根据①②可知，当

4

5

≤a≤

3

4

时，生成产物部分是NaAlO₂，部分是Al（OH）₃；设生成偏铝酸钠的物质的量为x、氢氧化铝沉淀的物质的量为y，根据铝原子守恒可得：x+y=b，
根据反应AlCl₃+3NaOH=3NaCl+Al（OH）₃↓、AlCl₃+4NaOH=3NaCl+NaAlO₂+2H₂O可知，消耗的氢氧化钠的物质的量为：3y+4x=a=1-b，
联立解得：x=1-4b，y=5b-1，即生成氢氧化铝沉淀的物质的量为（5b-1）mol；反应后生成偏铝酸钠（1-4b）mol，则生成水的物质的量为2（1-4b）mol，根据氯原子守恒，生成氯化钠的物质的量为3bmol，则反应后生成产物的总物质的量为：（5b-1）mol+（1-4b）mol+2（1-4b）mol+3bmol=（2-4b）mol，
故答案为：

4

5

≤a≤

3

4

；5b-1；2-4b；
④7.8g Al（OH）₃为：

7.8g

78g/mol

=0.1mol，当氢氧化钠不足，AlCl₃过量时，则a=3n（Al（OH）₃）=0.3mol；
当NaOH过量时：根据③可知，生成氢氧化铝沉淀的物质的量为：5b-1=0.1，
解得：b=0.22，
则：a=1-b=1-0.22=0.78，
故答案为：0.3mol；0.78mol．

点评：本题考查了有关范围讨论的计算，题目难度较大，正确书写反应方程式、明确反应物过量时对应产物为解答关键，注意掌握有关范围讨论的化学计算方法，试题充分考查了学生的分析、理解能力及化学计算能力．