Question

7．現有FeCl₃、AlCl₃的混合溶液100mL，逐滴加入NaOH溶液，生成沉淀的物質的量隨加入的NaOH的物質的量的關系如圖．
（1）a點對應的沉淀為Fe（OH）₃、Al（OH）₃（填化學式）．
（2）混合溶液中AlCl₃物質的量為0.6molmol．
（3）原混合物中FeCl₃的物質的量濃度為4mol/L．
（4）若取原混合溶液50mL，并加入0.1mol鹽酸組成新的混合溶液．往新的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，請在坐標內畫出生成沉淀的物質的量隨加入的NaOH的物質的量的關系圖．

Answer 1

分析 （1）首先發生的反應Fe²⁺+2OH^-═Fe（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，然后發生Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，據此解答；
（2）由圖可知，溶解氫氧化鋁沉淀消耗氫氧化鈉為0.6mol，根據方程式計算氫氧化鋁的物質的量，利用鋁元素守恒計算氯化鋁的物質的量；
（3）根據反應FeCl₃+3NaOH=Fe（OH）₃↓+3NaCl、AlCl₃+3NaOH=Al（OH）₃↓+3NaCl可知，生成0.6mol氫氧化鋁消耗氫氧化鈉是1.8mol，所以和氯化鐵反應的氫氧化鈉是3mol-1.8mol=1.2mol，因此氯化鐵是0.4mol，再根據c=$\frac{n}{V}$計算；
（4）根據取原溶液50mL，加入0.1mol鹽酸得到新溶液，其中的成分有：FeCl₃、AlCl₃、HCl，向其中加入NaOH溶液時，先發生HCl+NaOH═NaCl+H₂O反應，當將HCl反應完后，在發生與FeCl₃、AlCl₃的生成沉淀，方程式為：AlCl₃+3NaOH═Al（OH）₃↓+3NaCl，FeCl₃+3NaOH═Fe（OH）₃↓+3NaCl，
完全反應后又發生反應 Al（OH）₃+NaOH═NaAlO₂+2H₂O．

解答 解：（1）加入0-3molNaOH階段，發生反應Fe²⁺+2OH^-═Fe（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，a點沉淀達最大值，故a點對應的沉淀的化學式為：Fe（OH）₃、Al（OH）₃，
故答案為：Fe（OH）₃、Al（OH）₃；
（2）由圖可知，溶解氫氧化鋁沉淀消耗氫氧化鈉為3.6m0l-3mol=0.6mol，根據Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O可知，氫氧化鋁的物質的量=0.6mol，根據鋁元素守恒可知氯化鋁的物質的量=0.6mol，故答案為：0.6mol；
（3）FeCl₃溶液的濃度為$\frac{0.4mol}{0.1L}$=4mol/L，故答案為：4；
（4）根據取原溶液50mL，加入0.1mol鹽酸得到新溶液，其中的成分有：FeCl₃、AlCl₃、HCl，向其中加入NaOH溶液時，先發生HCl+NaOH═NaCl+H₂O反應，當將HCl反應完后，在發生與FeCl₃、AlCl₃的生成沉淀，方程式為：AlCl₃+3NaOH═Al（OH）₃↓+3NaCl，FeCl₃+3NaOH═Fe（OH）₃↓+3NaCl，
完全反應后又發生反應 Al（OH）₃+NaOH═NaAlO₂+2H₂O．
設50mL原溶液中FeCl₃、AlCl₃的物質的量分別為：0.2mol、0.3mol，
設中和0.1molHCl消耗的NaOH物質的量為xmol，則有：
     HCl+NaOH═NaCl+H₂O
      1    1
    0.1ol  x
則有：1：1═0.1mol：x
解得：x═0.1mol．
設反應掉0.4molFeCl₃消耗消耗的NaOH物質的量為ymol，則有：
 FeCl₃+3NaOH═Fe（OH）₃↓+3NaCl
    1     3
 0.2mol  y            
 則有：1：3=0.2mol：y
解得：y═0.6mol
設反應掉0.6molAlCl₃消耗的NaOH物質的量為zmol，生成Al（OH）₃↓+zmol則有：
 AlCl₃+3NaOH═Al（OH）₃↓+3NaCl
   1      3    1       
 0.3mol   y    z
則有：3：1=0.3 mol：y
 解得：y=1.1mol；z═0.3mol
所以，加入氫氧化鈉溶液將原溶液中的FeCl₃、AlCl₃、HCl，全部反應完畢時，共消耗1mol．
再加入NaOH就與生成的Al（OH）₃反應．
設反應掉0.3molAl（OH）₃消耗的NaOH物質的量為nmol，則有：
 Al（OH）₃+NaOH═NaAlO₂+2H₂O                   
   1        1                             
  0.3mol    n                               
則有：1：1═0.3 mol：n                       
解得：n=0.3mol．
結合反應現象及反應的量的關系，畫出生成沉淀的物質的量隨加入的NaOH的物質的量的關系圖．
故答案為：
．

點評 本題是一道對鋁鹽與強堿反應的問題的考查，需要將化學變化過程與化學現象的分析結合起來，并將變化過程體現在圖象中，考查綜合性強，需要細心認真．