1.将0.5mol/LAlCl3溶液100mL,跟某未知浓度的NaOH溶液50mL相混合,得到1.56gAl(OH)3沉淀,则烧碱溶液的浓度是多少?

题目

1.将0.5mol/LAlCl3溶液100mL,跟某未知浓度的NaOH溶液50mL相混合,得到1.56gAl(OH)3沉淀,则烧碱溶液的浓度是多少?
2.向100mL0.2mol/L的Al2(SO4)3溶液中加入300mL0.5mol/L的NaOH溶液,求生成Al(OH)3沉淀的质量是多少?

答案

1.56g Al(OH)3的物质的量 n(Al(OH)3)= 1.56/(27+17*3) =0.02 (mol)；
AlCl3的物质的量 n(AlCl3)= 0.5*0.1 = 0.05；
沉淀中Al离子的物质的量小于AlCl3中Al离子的量,有良种可能;
(1) NaOH不足,Al3+ 未完全沉淀；则根据反应方程：
AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3↓ + 3NaCl
n(NaOH) :n(Al(OH)3) = 3:1 ==> n(NaOH) =3n(Al(OH)3 = 0.06(mol)
NaOH溶液浓度：c(NaOH)=0.06/0.05 =1.2 (mol/L)
(2) NaOH过量,Al离子完全沉淀后,部分转化为AlO2-
完全沉淀时：n(Al(OH)3)=n(AlCl3)=0.05 (mol)
完全沉淀需要NaOH:n1(NaOH) = 3*n(Al(OH)3) =0.15(mol)
由于沉淀剩余0.02mol,因此溶解了 0.05-0.02=0.03mol,根据反应方程
Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2+ 2H2O
消耗NaOH：n2(NaOH) = n(Al(OH)3) = 0.03(mol)
因此消耗NaOH总的物质的量 n(NaON) = n1+n2=0.18(mol)
NaOH溶液浓度：c(NaOH)=0.18/0.05 = 3.6 (mol/L)
100mL溶液中 Al2(SO4)3的物质的量 n(Al2(SO4)3) = 0.2*0.1=0.02 (mol)
根据反应方程：Al2(SO4)3 +6NaOH = 2Al(OH)3↓ + 3Na2SO4
完全沉淀需NaOH：n(NaOH)=6*n(Al2(SO4)3) = 0.12(mol)
生成了 Al(OH)3 ：n(Al(OH)3) =2*n(Al2(SO4)3) =0.04(mol)
300mL0.5mol/L的NaOH溶液中:n(NaOH) = 0.5*0.3=0.15(mol)
比完全沉淀Al离子所需NaOH多余的量为：n2(NaOH)=0.15-0.12=0.03(mol)
在过量NaOH作用下,部分沉淀会转化为NaAlO2；
Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2+ 2H2O
转化的Al(OH)3 :n2(Al(OH)3) = n2(NaOH) =0.03(mol)
剩余的Al(OH)3沉淀：n1(Al(OH)3) = 0.04 -0.03 =0.01(mol)
沉淀的质量 = 78*0.01=0.78 (克)
结论:生成了Al(OH)3沉淀 0.78克