Question

7．在0.2L由H₂SO₄、CuSO₄和Al₂（SO₄）組成的混合液中，部分離子濃度大小如圖所示，回答下列問題：
（1）該混合液中，含溶質Al₂（SO₄）₃的物質的量為0.3mol．
（2）從該溶液中取出10mL，其中Al³⁺的物質的量濃度為3mol/L，再將取出的10mL溶液加水稀釋到100mL，稀釋后溶液中Al³⁺的物質的量濃度為0.3mol/L．

Answer 1

分析 根據圖象可知，溶液中c（H⁺）=2.0mol/L，c（Cu²⁺）=1.0mol/L，c（SO₄^2-）=6.5mol/L，由于溶液體積為0.2L，故溶液中n（H⁺）=CV=2.0mol/L×0.2L=0.4mol，n（Cu²⁺）=CV=1.0mol/L×0.2L=0.2mol，c（SO₄^2-）=CV=6.5mol/L×0.2L=1.3mol．
（1）設混合溶液中H₂SO₄、CuSO₄和Al₂（SO₄）₃的物質的量分別為x、y、zmol，
根據氫離子來源于H₂SO₄可知：2x=0.4 ①
根據銅離子來自于CuSO₄可知：2y=0.2 ②
根據硫酸根來自于三者可知：x+y+3z=1.3 ③
解①②③可得x、y、z；
（2）由于溶液是均一穩(wěn)定的，故取出10mL溶液中鋁離子濃度不變，根據c（Al³⁺）=2c[Al₂（SO₄）₃]來計算；再將取出的10mL溶液加水稀釋到100mL，溶液稀釋至原來體積的10倍，則濃度將為原來的十分之一，據此分析．

解答 解：根據圖象可知，溶液中c（H⁺）=2.0mol/L，c（Cu²⁺）=1.0mol/L，c（SO₄^2-）=6.5mol/L，由于溶液體積為0.2L，故溶液中n（H⁺）=CV=2.0mol/L×0.2L=0.4mol，n（Cu²⁺）=CV=1.0mol/L×0.2L=0.2mol，c（SO₄^2-）=CV=6.5mol/L×0.2L=1.3mol．
（1）設混合溶液中H₂SO₄、CuSO₄和Al₂（SO₄）₃的物質的量分別為x、y、zmol，
根據氫離子來源于H₂SO₄可知：2x=0.4 ①
根據銅離子來自于CuSO₄可知：2y=0.2 ②
根據硫酸根來自于三者可知：x+y+3z=1.3 ③
解①②③可得x=0.2mol
y=0.2mol
z=0.3mol
故Al₂（SO₄）₃的物質的量為0.3mol．故答案為：0.3mol；
（2）由于溶液是均一穩(wěn)定的，故取出10mL溶液中鋁離子濃度不變．溶液中c（Al³⁺）=2c[Al₂（SO₄）₃]=2×$\frac{n[A{l}_{2}（S{O}_{4}）_{3}]}{V}$=2×$\frac{0.3mol}{0.2L}$=3mol/L；將取出的10mL溶液加水稀釋到100mL，溶液稀釋至原來體積的10倍，則濃度將為原來的十分之一，故稀釋后c（Al³⁺）=0.3mol/L．
故答案為：3mol/L；0.3mol/L．

點評 本題考查物質的量濃度的計算，側重分析能力和計算能力的考查，題目難度不大．