Question

19．向100mL 0.1mol•L^-1硫酸鋁銨[NH₄Al（SO₄）₂]溶液中逐滴滴入0.1mol•L^-1 Ba（OH）₂溶液．隨著Ba（OH）₂溶液體積V的變化，沉淀總物質(zhì)的量n的變化如圖所示．下列說法不正確的（　　）

• A． a點的溶液呈酸性的原因為：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺
• B． c點沉淀的質(zhì)量比a點沉淀的質(zhì)量大
• C． b點加入Ba（OH）₂溶液的體積為150mL
• D． 至c點完成反應，反應的離子方程式可表示為：Al³⁺+2SO₄^2-+NH₄⁺+2Ba²⁺+5OH^-=AlO₂^-+2BaSO₄↓+NH₃•H₂O+2H₂O

Answer 1

分析 100mL 0.1mol•L^-1硫酸鋁銨[NH₄Al（SO₄）₂]，NH₄Al（SO₄）₂物質(zhì)的量為0.01mol．溶液含有NH₄⁺0.01mol，Al³⁺0.01mol，SO₄^2-0.02mol．
開始滴加同時發(fā)生反應為SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，當Al³⁺沉淀完全時需加入0.03molOH^-，即加入0.015molBa（OH）₂，加入的Ba²⁺為0.015mol，SO₄^2-未完全沉淀，此時溶液含有硫酸銨；（開始到a）再滴加Ba（OH）₂，生成BaSO₄沉淀，發(fā)生反應為SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，所以沉淀質(zhì)量繼續(xù)增加；當SO₄^2-完全沉淀時，共需加入0.02molBa（OH）₂，加入0.04molOH^-，Al³⁺反應掉0.03molOH^-，生成Al（OH）₃0.01mol，剩余0.01molOH^-恰好與NH₄⁺完全反應，此時溶液中NH₄⁺完全反應，此時溶液為氨水溶液；（a到b）
繼續(xù)滴加Ba（OH）₂，Al（OH）₃溶解，發(fā)生反應Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，由方程式可知要使0.01molAl（OH）₃完全溶解，需再加入0.005molBa（OH）₂，此時溶液為氨水與偏鋁酸鋇溶液．（b到c）

解答 解：100mL 0.1mol•L^-1硫酸鋁銨[NH₄Al（SO₄）₂]，NH₄Al（SO₄）₂物質(zhì)的量為0.01mol．溶液含有NH₄⁺0.01mol，Al³⁺0.01mol，SO₄^2-0.02mol．
開始滴加同時發(fā)生反應為SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，當Al³⁺沉淀完全時需加入0.03molOH^-，即加入0.015molBa（OH）₂，加入的Ba²⁺為0.015mol，SO₄^2-未完全沉淀，此時溶液含有硫酸銨；再滴加Ba（OH）₂，生成BaSO₄沉淀，發(fā)生反應為SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，所以沉淀質(zhì)量繼續(xù)增加，但增加幅度較前一過程小；當SO₄^2-完全沉淀時，共需加入0.02molBa（OH）₂，加入0.04molOH^-，Al³⁺反應掉0.03molOH^-，生成Al（OH）₃0.01mol，剩余0.01molOH^-恰好與NH₄⁺完全反應，此時溶液中NH₄⁺完全反應，此時溶液為氨水溶液，沉淀達最大為BaSO₄和Al（OH）₃；繼續(xù)滴加Ba（OH）₂，Al（OH）₃溶解，發(fā)生反應Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，由方程式可知要使0.01molAl（OH）₃完全溶解，需再加入0.005molBa（OH）₂，此時溶液為氨水與偏鋁酸鋇溶液．
A、由分析可知，從開始到a點，發(fā)生反應為SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，a點對應的沉淀為BaSO₄和Al（OH）₃，溶液的溶質(zhì)是（NH₄）₂SO₄，那么該物質(zhì)水解溶液呈酸性，其原因為：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，故A正確；
B、a點沉淀的質(zhì)量=0.015mol×233g/mol+0.01mol×78g/mol=4.275g，c點為硫酸鋇的質(zhì)量，為0.01mol×2×233g/mol=4.66g，所以質(zhì)量c點＞a點，故B正確；
C、當SO₄^2-完全沉淀時，共需加入0.02molBa（OH）₂，則b點消耗氫氧化鋇體積=$\frac{0.02mol}{0.1mol/L}$=200mL，故C錯誤；
D、至c點完成反應，反應的離子方程式可表示為：Al³⁺+2SO₄^2-+NH₄⁺+2Ba²⁺+5OH^-=AlO₂^-+2BaSO₄↓+NH₃•H₂O+2H₂O，故D正確；
故選：C．

點評 本題考查鋁化合物的性質(zhì)及計算，難度比較大，清楚整個反應過程是解題的關(guān)鍵，注意NH₄⁺與Al³⁺同時存在，OH^-首先與Al³⁺反應，而NH₄⁺與Al（OH）₃同時存在，OH^-首先與NH₄⁺反應．