Question

【題目】將由FeSO4、Ba(OH)2、AlCl3三種固體組成的混合物溶于足量的水中，用玻璃棒攪拌，充分溶解，一段時間后，向穩定的混合物溶液中滴加1mol·L-1的稀硫酸，加入稀硫酸的體積與生成沉淀的物質的量關系如圖所示。下列有關判斷不正確的是(　　)

A. AB段發生反應的離子方程式為：Ba2++SO42-+2H++2OH-=BaSO4↓+2H2O

B. D點表示的溶液呈酸性

C. C點表示的沉淀的化學式為Al(OH)3、BaSO4、Fe(OH)2

D. 混合物中FeSO4和AlCl3的物質的量相等

Answer 1

【答案】C

【解析】

由圖可知最終沉淀0.05mol為BaSO4，則固體混合物中n[Ba(OH)2]為0.05mol，根據圖象知，未加H2SO4前A點的沉淀為0.02mol，小于0.05mol，說明FeSO4完全反應，Ba2+有剩余，

由A→B一定發生反應Ba2++SO42-=BaSO4↓，加入20mL H2SO4，n(H2SO4)為0.02mol，由圖可知沉淀量增加0.04mol-0.02mol=0.02mol，沉淀增加的物質的量等于加入的硫酸的物質的量，故不可能發生反應AlO2- +H++H2O=Al(OH)3↓，該反應硫酸的物質的量與沉淀的物質的量之比為1：2，也不會發生其它沉淀的溶解反應，否則沉淀量增加不可能為0.02mol，說明加入的20mL硫酸只與氫氧化鋇反應；故未加H2SO4前A點的溶液中Ba(OH)2有剩余，剩余三種固體組成的混合物溶于足量的水中，用玻璃棒攪拌，充分溶解，一段時間發生反應：FeSO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3，Al3++4OH-=AlO2-+2H2O；故A點沉淀為Fe(OH)3、BaSO4，由方程式可知n[Fe(OH)3]=n(BaSO4)=0.01mol，此時Al3+變為AlO2-，可知n(FeSO4)=0.01mol；B→C，加入5mL硫酸，硫酸的物質的量為0.005mol，由圖可知沉淀量增加0.055mol-0.04mol=0.015mol，沉淀增加的物質的量等于加入的硫酸的物質的量的3倍，故發生反應Ba2++SO42-=BaSO4↓，AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓，由方程式可知，該階段生成BaSO4為0.005mol，生成Al(OH)3為0.01mol，故C的沉淀為Fe(OH)3、BaSO4、Al(OH)3；C→D，加入15mL硫酸，硫酸的物質的量為0.015mol，由圖可知沉淀量增加0.06mol-0.055mol=0.005mol，沉淀增加的物質的量等于加入的硫酸的物質的量的倍，沉淀量達最大值，不可能單獨發生Ba2++SO42-=BaSO4↓（沉淀增加的物質的量等于加入的硫酸的物質的量）或AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓（沉淀的物質的量是硫酸的2倍）或二者都發生；故該階段發生反應Ba2++SO42-=BaSO4↓（生產BaSO4多）、Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O、Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O（沉淀溶解少），說明C點AlO2-完全反應，D點的溶液含有Al3+、Fe3+、Ba2+沉淀完全，溶液為Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3；D→E發生反應Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O、Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O，E點完全溶解，溶液為Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3，由C→E共消耗30mL H2SO4，而0.01mol Fe(OH)3消耗15mL H2SO4，可知Al(OH)3消耗15mL H2SO4，判定n[Al(OH)3]=n[Fe(OH)3]=0.01mol，可知原混合固體中n(AlCl3)=0.01mol，據此分析作答。

A. 由上述分析可知，硫酸只與氫氧化鋇反應，反應離子方程式為Ba2++SO42-+2H++2OH-=BaSO4↓+2H2O，A項正確；
B. 由上述分析可知，D點的溶液含有Al3+、Fe3+，溶液為Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3，Al3+、Fe3+水解，溶液呈酸性，B項正確；
C. 由上述分析可知，C的沉淀為Fe(OH)3、BaSO4、Al(OH)3，C項錯誤；
D. 由上述分析可知，原混合固體中n(FeSO4)=0.01mol，n(AlCl3)=0.01mol，兩者物質的量相等，D項正確；
答案選C。