Question

6．將一定量的鋁粉、氧化鋁、氧化鎂的混合物加入到300mL4mol/L的稀硫酸中，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下6.72L氣體．向反應(yīng)后的溶液中滴加一定物質(zhì)的量濃度的KOH溶液時(shí)，所得沉淀的物質(zhì)的量（mol）與滴加KOH溶液的體積（mL）之間的關(guān)系如圖所示：
（1）OA對(duì)應(yīng)反應(yīng)的離子方程式為H⁺+OH^-=H₂O，BC對(duì)應(yīng)反應(yīng)的離子方程式為Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）c（KOH）=4mol/L，混合物中氧化鋁的物質(zhì)的量為0.1mol；
（3）A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)值為200；
（4）在中學(xué)階段，實(shí)驗(yàn)室里檢驗(yàn)B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中的陽(yáng)離子時(shí)，所觀察到的現(xiàn)象是透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察，火焰呈紫色．
（5）向C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中通入足量的CO₂所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．

Answer 1

分析 由圖可知，從開(kāi)始至加入KOH溶液到A，沒(méi)有沉淀生成，說(shuō)明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：H₂SO₄+2KOH=K₂SO₄+2H₂O；繼續(xù)滴加KOH溶液，到氫氧化鉀溶液為600mL時(shí)，沉淀量最大，此時(shí)為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液為硫酸鉀溶液．再繼續(xù)滴加KOH溶液，氫氧化鋁與氫氧化鉀反應(yīng)生成偏鋁酸鉀與水，發(fā)生反應(yīng)Al（OH）₃+KOH=KAlO₂+2H₂O，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答 解：由圖可知，從開(kāi)始至加入KOH溶液到A，沒(méi)有沉淀生成，說(shuō)明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：H₂SO₄+2KOH=K₂SO₄+2H₂O；繼續(xù)滴加KOH溶液，到氫氧化鉀溶液為600mL時(shí)，沉淀量最大，此時(shí)為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，發(fā)生反應(yīng)：3OH^-+Al³⁺=Al（OH）₃↓，2OH-+Mg²⁺=Mg（OH）₂↓，溶液為硫酸鉀溶液．再繼續(xù)滴加KOH溶液，氫氧化鋁與氫氧化鉀反應(yīng)生成偏鋁酸鉀與水，發(fā)生反應(yīng)Al（OH）₃+KOH=KAlO₂+2H₂O，沉淀部分溶解．
（1）OA段，氫氧化鉀與硫酸反應(yīng)生成硫酸鉀和水，離子方程式：H⁺+OH^-=H₂O；BC段，繼續(xù)滴加KOH溶液，氫氧化鋁與氫氧化鉀反應(yīng)生成偏鋁酸鉀與水，發(fā)生反應(yīng)Al（OH）₃+KOH=KAlO₂+2H₂O，離子方程式：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
故答案為：H⁺+OH^-=H₂O； Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）硫酸的物質(zhì)的量為：0.3L×4mol/L=1.2mol，B點(diǎn)溶液為硫酸鉀溶液，依據(jù)2K⁺～SO₄^2-，則鉀離子物質(zhì)的量為2.4mol，即加入氫氧化鉀物質(zhì)的量為2.4mol，則氫氧化鉀物質(zhì)的量濃度為：2.4mol÷0.6L=4mol/L；
混合物加入到300mL4mol/L的稀硫酸中，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下6.72L氣體，物質(zhì)的量為$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，由2Al～3H₂↑，可知鋁的物質(zhì)的量為0.2mol，BC段消耗氫氧化鉀物質(zhì)的量為：0.1L×4mol/L=0.4mol，發(fā)生反應(yīng)：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，可知?dú)溲趸�鋁物質(zhì)的量為0.4mol，依據(jù)鋁原子個(gè)數(shù)守恒，含有氧化鋁的物質(zhì)的量為：$\frac{0.4-0.2}{2}$=0.1mol；
故答案為：4；0.1；
（3）依據(jù)加入700mL氫氧化鉀后沉淀物質(zhì)的量為0.2mol，得溶液中含鎂離子物質(zhì)的量為0.2mol，沉淀鎂離子消耗0.4mol氫氧化鉀，沉淀0.4mol鋁離子需要消耗氫氧化鉀物質(zhì)的量為0.4mol×3=1.2mol，所以O(shè)A段消耗氫氧化鉀物質(zhì)的量為：0.6L×4mol/L-0.4mol-1.2mol=0.8mol，消耗氫氧化鉀體積：$\frac{0.8mol}{4mol/L}$=0.2L，即200mL；
故答案為：200；
（4）檢驗(yàn)鉀離子可以用焰色反應(yīng)，透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察，火焰呈紫色；
故答案為：透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察，火焰呈紫色；
（5）C點(diǎn)溶液為偏鋁酸鉀溶液，通入足量二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鉀，反應(yīng)的離子方程式：CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
故答案為：CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查鎂鋁的重要化合物及計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握?qǐng)D象各階段的物質(zhì)的量的關(guān)系及各階段的化學(xué)反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，注意反應(yīng)的先后順序及利用守恒計(jì)算，側(cè)重分析與計(jì)算能力的考查，題目難度中等．