Question

8．已知氫氧化鋁能溶解在過量的氫氧化鈉溶液中生成偏鋁酸鈉（NaAlO₂）溶液，有關(guān)化學方程式為：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O．現(xiàn)有160.0g某無色溶液，可能含有鹽酸、硫酸鎂、硝酸鉀、硫酸銅、氯化鋁、碳酸鈉中的一種或數(shù)種．取100.0g該溶液于燒杯中，往其中逐滴加入20.0%的NaOH溶液，產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量與加入NaOH溶液的質(zhì)量關(guān)系如圖所示．
（1）推斷在該溶液中一定存在的物質(zhì)是氯化鋁、硫酸鎂，一定不存在的物質(zhì)是鹽酸、硫酸銅、碳酸鈉．
（2）計算原溶液中一種溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

分析 （1）該溶液為無色，說明一定不含硫酸銅；觀察圖象，當加入160g氫氧化鈉溶液時沉淀質(zhì)量達到最大，后來逐漸減小，根據(jù)題意：氫氧化鋁和氫氧化鈉可發(fā)生反應(yīng)，說明該溶液中一定含有氯化鋁；先生成氫氧化鋁，后來氫氧化鋁與氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)使沉淀減少，沉淀并未全部反應(yīng)完，說明還含有其他沉淀；
而沉淀從原點開始，說明溶液中一定不含鹽酸，因為鹽酸可與生成的氫氧化鋁發(fā)生反應(yīng)；剩余物質(zhì)中，硫酸鎂可與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀，碳酸鈉、硝酸鉀不與氫氧化鈉反應(yīng)，故一定含有硫酸鎂，碳酸鈉和硫酸鎂會結(jié)合生成微溶性的碳酸鎂，故二者不能共存，所以溶液中一定不含碳酸鈉，可能含有硝酸鉀；
（2）由圖象可知，當加入160g氫氧化鈉溶液時沉淀質(zhì)量達到最大，說明溶液中物質(zhì)全部參加反應(yīng)，后來沉淀減少，說明與氫氧化鋁反應(yīng)的氫氧化鈉溶液為200g-160g=40g，據(jù)此計算生成氫氧化鋁的質(zhì)量，再由氫氧化鈉與氯化鋁反應(yīng)的方程式計算氯化鋁的質(zhì)量．

解答 解：（1）該溶液為無色，說明一定不含硫酸銅；觀察圖象，當加入160g氫氧化鈉溶液時沉淀質(zhì)量達到最大，后來逐漸減小，根據(jù)題意：氫氧化鋁和氫氧化鈉可發(fā)生反應(yīng)，說明該溶液中一定含有氯化鋁；先生成氫氧化鋁，后來氫氧化鋁與氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)使沉淀減少，沉淀并未全部反應(yīng)完，說明還含有其他沉淀；而沉淀從原點開始，說明溶液中一定不含鹽酸，因為鹽酸可與生成的氫氧化鋁發(fā)生反應(yīng)；剩余物質(zhì)中，硫酸鎂可與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀，碳酸鈉、硝酸鉀不與氫氧化鈉反應(yīng)，故一定含有硫酸鎂，碳酸鈉和硫酸鎂會結(jié)合生成微溶性的碳酸鎂，故二者不能共存，所以溶液中一定不含碳酸鈉，可能含有硝酸鉀；
（2）由圖象可知，當加入160g氫氧化鈉溶液時沉淀質(zhì)量達到最大，說明溶液中物質(zhì)全部參加反應(yīng)，后來沉淀減少，說明與氫氧化鋁反應(yīng)的氫氧化鈉溶液為200g-160g=40g
設(shè)生成氫氧化鋁的質(zhì)量為x
Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O
 78       40
 x      40g×20%    
$\frac{78}{x}=\frac{40}{40g×20%}$
  x=15.6g
設(shè)生成15.6g氫氧化鋁需氯化鋁的質(zhì)量為y
AlCl₃+3NaOH=Al（OH）₃↓+3NaCl
133.5          78
  y           7.8g  
$\frac{133.5}{y}=\frac{78}{7.8g}$
     y=26.7g
原溶液中氯化鋁的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{26.7g}{100.0g}$×100%=26.7%
故答案為：（1）氯化鋁、硫酸鎂；鹽酸、硫酸銅、碳酸鈉；
（2）原溶液中氯化鋁的質(zhì)量分數(shù)為26.7%．

點評 在解此類題時，首先要分析題中圖象各個轉(zhuǎn)折點表示的含義，然后根據(jù)題中所給的數(shù)據(jù)和反應(yīng)方程式列出關(guān)系式進行分析解答，了解物質(zhì)的性質(zhì)才能正確分析和推斷溶液中所含的物質(zhì)，本題能很好的考查學生依據(jù)所學知識分析解決問題的能力．