Question

1．向100mL 1mol•L^-1的硫酸鋁銨[NH₄Al（SO₄）₂]溶液中逐滴加入1mol•L^-1的Ba（OH）_²溶液．
（1）寫出至剛好出現(xiàn)沉淀總物質(zhì)的量為最大值時(shí)的離子方程式Al³⁺+2SO₄^2-+NH₄⁺+2Ba²⁺+4OH^-=Al（OH）₃↓+2BaSO₄↓+NH₃•H₂O．
（2）隨著Ba（OH）₂的體積V的變化，沉淀總物質(zhì)的量n的變化如圖所示．求出B點(diǎn)和C點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的Ba（OH）₂溶液的體積：B600mL，C750mL．

Answer 1

分析 100mL3mol•L^-1硫酸鋁銨[NH₄Al（SO₄）₂]，NH₄Al（SO₄）₂物質(zhì)的量為0.3mol．溶液含有NH₄⁺0.3mol，Al³⁺0.3mol，SO₄^2-0.6mol．
關(guān)鍵弄清楚反應(yīng)順序，開始滴加同時(shí)發(fā)生反應(yīng)為SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，當(dāng)Al³⁺沉淀完全時(shí)需加入0.9molOH^-，即加入0.45molBa（OH）₂，加入的Ba²⁺為0.45mol，SO₄^2-未完全沉淀，此時(shí)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(yīng)為SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，所以沉淀質(zhì)量繼續(xù)增加；當(dāng)SO₄^2-完全沉淀時(shí)，共需加入0.6molBa（OH）₂，加入1.2molOH^-，Al³⁺反應(yīng)掉0.9molOH^-，生成Al（OH）₃0.3mol，剩余0.3molOH^-恰好與NH₄⁺完全反應(yīng)，此時(shí)溶液中NH₄⁺完全反應(yīng)，此時(shí)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(yīng)Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，由方程式可知要使0.3molAl（OH）₃完全溶解，需再加入0.15molBa（OH）₂，此時(shí)溶液為氨水與偏鋁酸鋇溶液．（B到C）

解答 解：（1）100mL3mol•L^-1硫酸鋁銨[NH₄Al（SO₄）₂]，NH₄Al（SO₄）₂物質(zhì)的量為0.3mol．溶液含有NH₄⁺0.3mol，Al³⁺0.3mol，SO₄^2-0.6mol．
關(guān)鍵弄清楚反應(yīng)順序，開始滴加同時(shí)發(fā)生反應(yīng)為SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，當(dāng)Al³⁺沉淀完全時(shí)需加入0.9molOH^-，即加入0.45molBa（OH）₂，加入的Ba²⁺為0.45mol，SO₄^2-未完全沉淀，此時(shí)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(yīng)為SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，所以沉淀質(zhì)量繼續(xù)增加；當(dāng)SO₄^2-完全沉淀時(shí)，共需加入0.6molBa（OH）₂，加入1.2molOH^-，Al³⁺反應(yīng)掉0.9molOH^-，生成Al（OH）₃0.3mol，剩余0.3molOH^-恰好與NH₄⁺完全反應(yīng)，此時(shí)溶液中NH₄⁺完全反應(yīng)，此時(shí)溶液為氨水溶液，所以生成沉淀的總物質(zhì)的量為最大值時(shí)的離子方程式：Al³⁺+2SO₄^2-+NH₄⁺+2Ba²⁺+4OH^-=Al（OH）₃↓+2BaSO₄↓+NH₃•H₂O，
故答案為：Al³⁺+2SO₄^2-+NH₄⁺+2Ba²⁺+4OH^-=Al（OH）₃↓+2BaSO₄↓+NH₃•H₂O；
（2）開始滴加同時(shí)發(fā)生反應(yīng)為SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，當(dāng)Al³⁺沉淀完全時(shí)需加入0.9molOH^-，即加入0.45molBa（OH）₂，加入的Ba²⁺為0.45mol，SO₄^2-未完全沉淀，此時(shí)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(yīng)為SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，所以沉淀質(zhì)量繼續(xù)增加；當(dāng)SO₄^2-完全沉淀時(shí)，共需加入0.6molBa（OH）₂，加入1.2molOH^-，Al³⁺反應(yīng)掉0.9molOH^-，生成Al（OH）₃0.3mol，剩余0.3molOH^-恰好與NH₄⁺完全反應(yīng)，此時(shí)溶液中NH₄⁺完全反應(yīng)，此時(shí)溶液為氨水溶液，故當(dāng)?shù)竭_(dá)B點(diǎn)時(shí)，加入1mol•L^-1 Ba（OH）₂溶液的體積是$\frac{0.6mol}{1mol/L}$=0.6L=600mL，繼續(xù)滴加Ba（OH）₂，Al（OH）₃溶解，發(fā)生反應(yīng)Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，由方程式可知要使0.3molAl（OH）₃完全溶解，需再加入0.15molBa（OH）₂，此時(shí)溶液為氨水與偏鋁酸鋇溶液．（B到C），所以到達(dá)C點(diǎn)時(shí)加入氫氧化鋇的體積是$\frac{0.75mol}{1mol/L}$=0.75L=750mL，
故答案為：600mL；750mL．

點(diǎn)評(píng) 本題考查鋁化合物的性質(zhì)及計(jì)算，難度比較大，清楚整個(gè)反應(yīng)過程是解題的關(guān)鍵，注意NH₄⁺與Al³⁺同時(shí)存在，OH^-首先與Al³⁺反應(yīng)，而NH₄⁺與Al（OH）₃同時(shí)存在，OH^-首先與NH₄⁺反應(yīng)．