有下列六种溶液:A.氢氧化钠溶液;B.氢氧化钡溶液;C.硫酸铝溶液;

有下列六种溶液:A.氢氧化钠溶液;B.氢氧化钡溶液;C.硫酸铝溶液;D.明矾溶液;E.混有少量硝酸的硫酸镁溶液;F.氯化铁溶液。任取其中的一种溶液(甲)逐滴加入到另一种溶液(乙)中至过量,观察到自始至终均有白色沉淀。试回答下列问题:

(1)产生上述实验现象的试剂组合有(请用字母代号逐一列出,表格各栏可填满,可不填满,也可补充):

组别

1

2

3

4

5

6

7

8

B

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

(2)请在下列坐标中作出第1组实验所得沉淀的物质的量(n沉淀/mol)随B溶液体积(VB/L)变化的曲线。

(3)下图是上述某一组实验中所得沉淀的物质的量(n沉淀/mol)随甲溶液中溶质的物质的量(n甲/mol)变化的曲线。符合下图曲线的试剂组合是:甲_________________(填化学式),乙____________________(填化学式)。

    ①若实验时取用的乙溶液为500 mL,试计算乙溶液中溶质的物质的量的浓度。

    ②若向500 mL乙溶液中滴加1 000 mL甲溶液时恰好得到6 mol(1<b<5)白色沉淀,试计算甲溶液中溶质的物质的量浓度。

答案

【解析】(1)B(氢氧化钡溶液)+D(明矾溶液)

自始至终都有白色沉淀(BaSO4);B(氢氧化钡溶液)+C(硫酸铝溶液)自始至终都有白色沉淀(BaSO4);B(氢氧化钡溶液)+E(混有少量硝酸的硫酸镁溶液)自始至终都有白色沉淀(BaSO4);这三组中的甲、乙两种物质互相交换,又得到3种组合,共有6种组合(见答案)。

(2)将氢氧化钡溶液逐滴加入明矾溶液中,当

时,产生沉淀的物质的量最大,此时反应式为:

    3Ba(OH)2+2KAl(SO4)23BaSO4↓+2Al(OH)3↓+K2SO4;当

=2时,产生沉淀的物质的量最小,反应为:

    2Ba(OH)2+KAl(SO4)22BaSO4↓+KAlO2+2H2O;产生1 mol Al(OH)3沉淀时需消耗3 mol OH-,溶解1 mol Al(OH)3沉淀时需消耗1 mol OH-,据此作出图象如下。

(3)甲为Ba(OH)2,乙为HNO3和MgSO4的混合溶液时,符合给出的图示关系,原理:将Ba(OH)2溶液逐滴加入HNO3和MgSO4的混合溶液中,开始加入的Ba(OH)2将HNO3中和,产生的沉淀只有BaSO4;等到将HNO3完全被中和后再继续滴加Ba(OH)2溶液,在产生BaSO4沉淀的同时还会产生Mg(OH)2沉淀,图象中线的斜率增大(陡度增大);等到溶液中的

完全沉淀后,再继续滴加Ba(OH)2溶液,只产生Mg(OH)2沉淀,此时图象中直线的斜率变小,当溶液中的Mg2+完全沉淀后,产生的沉淀量保持不变(图象保持水平)。

    ①(0,0)—(1,1)之间,加入了1 mol Ba(OH)2,只产生了1 mol BaSO4沉淀,说明加入的OH-没有产生沉淀(即被硝酸中和了),根据中和反应关系Ba(OH)2—2HNO3可知,乙溶液中含有2 mol HNO3,则c(HNO3)=

=4 mol·L-1。(1,1)—(3,5)之间,又加入了2 molBa(OH)2,生成了4 mol沉淀,关系式为Ba(OH)2—BaSO4↓+Mg(OH)2↓。(3,5)—(4,6)之间,加入了1 mol Ba(OH)2,产生了1 mol Mg(OH)2沉淀,根据Ra(OH)2—Mg(OH)2↓可知,乙溶液中含有(2+1)molMgSO4,则c(MgSO4)==6 mol·L-1

    ②加入的Ba(OH)2溶液的体积为1 000 mL(即1 L),设其物质的量为x mol,当1<b<5时,图象中的纵坐标与横坐标的比值为2:1,据此列出等式

=2,求出x=,则c[Ba(OH)2]= mol·L-1

【答案】(1)如下表:

组别

1

2

3

4

5

6

7

8

B

B

B

C

D

E

 

 

D

C

E

B

B

B

 

 

(2)只要作出一定的比例即可,突出纵坐标横坐标的两个沉淀过程的前后物质的量之比。

(3)甲:Ba(OH)2、乙:HNO3和MgSO4

①HNO3:4 mol·L-1、MgSO4  6 mol·L-1

②Ba(OH)2

mol·L-1

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