在100mL0.1mol•L﹣1铝铵矾[NH4Al(SO4)2•12H2O]的水溶液中,逐滴滴入0.1mol•L﹣1的Ba(OH)2溶液,所得沉淀的质量与Ba(OH)2溶液的体积曲线如图所示[已知Ba(AlO2)2易溶易电离].下列说法正确的是( )
A.a点溶液中大量存在的离子有NH4+和SO42﹣
B.b点溶液中c(NH3•H2O)约为0.1mol•L﹣1
C.a→b过程中,反应的只有SO42﹣
D.b→c过程中,反应的是Al(OH)3和NH4+
在100mL0.1mol•L﹣1铝铵矾[NH4Al(SO4)2•12H2O]的水溶液中,逐滴滴入0.1mol•L﹣1的Ba(OH)2溶液,所得沉淀的质量与Ba(OH)2溶液的体积曲线如图所示[已知Ba(AlO2)2易溶易电离].下列说法正确的是( )
A.a点溶液中大量存在的离子有NH4+和SO42﹣
B.b点溶液中c(NH3•H2O)约为0.1mol•L﹣1
C.a→b过程中,反应的只有SO42﹣
D.b→c过程中,反应的是Al(OH)3和NH4+
【考点】离子方程式的有关计算.
【专题】利用化学方程式的计算.
【分析】100mL 0.1mol•L﹣1铝铵矾[NH4Al(SO4)2•12H2O],NH4Al(SO4)2物质的量为0.01mol.溶液含有NH4+0.01mol,Al3+0.01mol,SO42﹣0.02mol;
开始滴加同时发生反应为SO42﹣+Ba2+=BaSO4↓,Al3++3OH﹣=Al(OH)3↓,当Al3+沉淀完全时需加入0.03molOH﹣,即加入0.015molBa(OH)2,加入的Ba2+为0.015mol,SO42﹣未完全沉淀,此时溶液含有硫酸铵、硫酸铝(开始到a);
再滴加Ba(OH)2,生成BaSO4沉淀,发生反应为SO42﹣+Ba2+=BaSO4↓,NH4++OH﹣=NH3・H2O,所以沉淀质量继续增加;
当SO42﹣完全沉淀时,共需加入0.02molBa(OH)2,加入0.04molOH﹣,Al3+反应掉0.03molOH﹣,生成Al(OH)30.01mol,剩余0.01molOH﹣恰好与NH4+完全反应,此时溶液中NH4+完全反应,此时溶液为氨水溶液(a到b);
继续滴加Ba(OH)2,Al(OH)3溶解,发生反应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,此时溶液为氨水与偏铝酸钡溶液(b到c).
【解答】解:100mL 0.1mol•L﹣1铝铵矾[NH4Al(SO4)2•12H2O],NH4Al(SO4)2物质的量为0.01mol.溶液含有NH4+0.01mol,Al3+0.01mol,SO42﹣0.02mol;
开始滴加同时发生反应为SO42﹣+Ba2+=BaSO4↓,Al3++3OH﹣=Al(OH)3↓,当Al3+沉淀完全时需加入0.03molOH﹣,即加入0.015molBa(OH)2,加入的Ba2+为0.015mol,SO42﹣未完全沉淀,此时溶液含有硫酸铵、硫酸铝(开始到a);
再滴加Ba(OH)2,生成BaSO4沉淀,发生反应为SO42﹣+Ba2+=BaSO4↓,NH4++OH﹣=NH3・H2O,所以沉淀质量继续增加;
当SO42﹣完全沉淀时,共需加入0.02molBa(OH)2,加入0.04molOH﹣,Al3+反应掉0.03molOH﹣,生成Al(OH)30.01mol,剩余0.01molOH﹣恰好与NH4+完全反应,此时溶液中NH4+完全反应,此时溶液为氨水溶液(a到b);
继续滴加Ba(OH)2,Al(OH)3溶解,发生反应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,此时溶液为氨水与偏铝酸钡溶液(b到c).
A、由分析可知,从开始到a点,发生反应为SO42﹣+Ba2+=BaSO4↓,Al3++3OH﹣=Al(OH)3↓,当Al3+沉淀完全时需加入0.03molOH﹣,即加入0.015molBa(OH)2,加入的Ba2+为0.015mol,SO42﹣未完全沉淀,此时溶液含有硫酸铵、硫酸铝,所以a点溶液中大量存在的离子有NH4+和SO42﹣,故A正确;
B、当SO42﹣完全沉淀时,共需加入0.02molBa(OH)2,加入0.04molOH﹣,Al3+反应掉0.03molOH﹣,生成Al(OH)30.01mol,剩余0.01molOH﹣恰好与NH4+完全反应,此时溶液中NH4+完全反应,此时溶液为氨水,此时溶液的体积大约为0.3L,所以b点溶液中c(NH3•H2O)小于0.1mol•L﹣1,故B错误;
C、由分析可知,a→b过程中发生反应为SO42﹣+Ba2+=BaSO4↓,NH4++OH﹣=NH3・H2O,故C错误;
D、继续滴加Ba(OH)2,Al(OH)3溶解,发生反应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,此时溶液为氨水与偏铝酸钡溶液,所以b→c过程中,反应的是Al(OH)3,故D错误.
故选:A.
【点评】本题考查铝化合物的性质及计算,难度比较大,清楚整个反应过程是解题的关键,注意NH4+与Al3+同时存在,OH﹣首先与Al3+反应,而NH4+与Al(OH)3同时存在,OH﹣首先与NH4+反应.