Question

【題目】隨原子序數遞增，八種短周期元素（用字母x等表示）原子半徑的相對大小、最高正價或最低負價的變化如下圖所示。

根據判斷出的元素回答問題：

上述元素可組成鹽R：zx4f(gd4)2。向盛有10mL 1mol·L－1R溶液的燒杯中滴加1mol·L－1NaOH溶液，沉淀物質的量隨NaOH溶液體積的變化示意圖如下：

(1)R溶液中，離子濃度由大到小的順序是___________________________________

(2)寫出m點反應的離子方程式：__________________________________________。

(3)若在R溶液中改加20mL 1.2mol·L－1 Ba(OH)2溶液，充分反應后，溶液中產生沉淀的物質的量為________ mol。

Answer 1

【答案】c(SO42-)＞c(NH4+)＞c(Al3＋)＞c(H＋)＞c(OH－)NH4+＋OH－===NH3·H2O0.022

【解析】

從圖中的化合價和原子半徑的大小，可知x是H元素，y是C元素，z是N元素，d是O元素，e是Na元素，f是Al元素，g是S元素，h是Cl元素。

(1)鹽NH4Al(SO4)2在溶液中發生電離：NH4Al(SO4)2=NH4++Al3++2SO42-，NH4+、Al3+發生水解反應，消耗水電離產生的OH-，使溶液中c(H+)增大，當最終溶液達到平衡時，c(H+)＞c(OH-)，溶液顯酸性；由于Al3+水解程度大于NH4+，因此c(NH4+)＞c(Al3+)，鹽水解程度是微弱的，主要以鹽電離產生的離子存在，因此溶液中離子濃度大小關系是：c(SO42-)＞c(NH4+)＞c(Al3+)＞c(H+)＞c(OH-)，故答案為：c(SO42-)＞c(NH4+)＞c(Al3+)＞c(H+)＞c(OH-)；

(2)m點過程中加入氫氧化鈉，沉淀物質的量不變，是NH4+與OH-反應生成NH3H2O，離子方程式為NH4++OH-=NH3H2O，故答案為：NH4++OH-=NH3H2O；

(3)10mL 1molL-1 NH4Al(SO4)2溶液中Al3+ 物質的量為0.01mol，NH4+的物質的量為0.01mol，SO42-的物質的量為0.02mol，20mL 1.2 molL-1Ba(OH)2溶液中Ba2+物質的量為0.024mol，OH-為0.048mol，由SO42-+Ba2+=BaSO4↓，可知SO42-不足，故可以得到0.02mol BaSO4，

Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓

0.01mol 0.03mol 0.01mol

反應剩余OH-為0.048mol-0.03mol=0.018mol，

NH4+ + OH- = NH3H2O

0.01mol 0.01mol

反應剩余OH-為0.018mol-0.01mol=0.008mol，

Al(OH)3 + OH-=AlO2-+2H2O

0.008mol 0.008mol

故得到Al(OH)3沉淀為0.01mol-0.008mol=0.002mol，則最終得到固體為0.02mol+0.002mol=0.022mol，故答案為：0.022。