Question

將等物質的量的兩種氧化物溶于100mL硫酸，而后逐滴加入1.00mol?L^-1的NaOH溶液．當加入的NaOH的體積V₁=50mL時，開始有沉淀析出，且沉淀量隨NaOH加入量逐漸增加；當NaOH的體積V₂=650mL 時，沉淀量達最大值，繼續滴加NaOH時，沉淀量逐漸減�。划擵₃≥750mL時，沉淀量不再改變．
（1）最初加入的50mLNaOH溶液的作用是什么？
（2）畫出沉淀量（m）隨NaOH溶液體積滴入量的變化關系，并計算所用硫酸的濃度．
（3）試判斷兩種氧化物各是什么，并計算其物質的量．

Answer 1

考點：化學方程式的有關計算

專題：計算題

分析：（1）開始沒有沉淀生成，說明加入的氫氧化鈉溶液由于中和過量的硫酸；
（2）根據沉淀量與氫氧化鈉溶液體積作圖，注意開始產生沉淀、沉淀最大時、沉淀量減小到不變時消耗氫氧化鈉溶液的體積；
沉淀量最大時，溶液中溶質為硫酸鈉，由鈉離子守恒2n（Na₂SO₄）=n（NaOH），由硫酸根守恒n（H₂SO₄）=n（Na₂SO₄），進而計算硫酸的物質的量濃度；
（3）沉淀達最大時，再進行滴入NaOH溶液，沉淀部分溶解，故氧化物一定含有Al₂O₃，根據氫氧化鋁溶解消耗氫氧化鈉計算氫氧化鋁的物質的量，再根據Al元素守恒計算n（Al₂O₃），計算鋁離子沉淀消耗NaOH物質的量，進而計算生成另一種氫氧化物時消耗NaOH的物質的量，結合兩種氧化物的物質的量相等，確定令一種氧化物中金屬的化合價，且該氫氧化物不溶于過量堿溶液中，據此判斷解答．

解答： 解：（1）開始沒有沉淀生成，說明加入的氫氧化鈉溶液由于中和過量的硫酸，
答：最初加入的50mLNaOH溶液的作用是：中和過量的硫酸；
（2）當加入的NaOH的體積V₁=50mL時，開始有沉淀析出，且沉淀量隨NaOH加入量逐漸增加；當NaOH的體積V₂=650mL 時，沉淀量達最大值，繼續滴加NaOH時，沉淀量逐漸減小；當V₃≥750mL時，沉淀量不再改變，則沉淀量與氫氧化鈉溶液體積關系圖為：
沉淀量最大時，溶液中溶質為硫酸鈉，由鈉離子守恒：2n（Na₂SO₄）=n（NaOH）=1.00mol?L^-1×0.650L=0.650mol，由硫酸根守恒n（H₂SO₄）=n（Na₂SO₄）=

1

2

×0.65mol=0.325mol，故硫酸的濃度為

0.325mol

0.1L

=3.25mol/L，
答：沉淀量（m）隨NaOH溶液體積滴入量的變化關系圖為；硫酸的濃度為3.25mol/L；
（3）沉淀達最大時，再進行滴入NaOH溶液，沉淀部分溶解，故氧化物一定含有Al₂O₃，根據Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，該反應用去的n（NaOH）=1.00mol?L^-1×（0.75-0.65）L=0.1mol，故Al（OH）₃為0.1mol，由Al元素守恒n（Al₂O₃）=0.05mol；
根據Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃，生成Al（OH）₃用去0.3mol NaOH．而生成另一種氫氧化物用去NaOH為1.00mol?L^-1×（0.65-0.05）L-0.3mol=0.3mol，且已知兩種氧化物的物質的量相等，故另一種氧化物也是三價金屬的氧化物，且氫氧化物不溶于過量堿溶液中，可知其為Fe₂O₃，Fe₂O₃的物質的量為0.05mol，
答：氧化物為Al₂O₃、Fe₂O₃，物質的量均為0.05mol

點評：本題考查混合物計算、無機物推斷等，側重考查學生對知識的遷移運用能力，需要學生熟練掌握元素化合物知識，難度中等．