Question

（10分）在m mL b mol·L^－1 AlCl₃溶液中，加入等體積a mol·L^－1的NaOH溶液。  
（1）當(dāng)a≤3b時(shí)，生成Al(OH)₃沉淀的物質(zhì)的量是___________mol。 
（2）當(dāng)a、b滿足_____________條件時(shí)，無沉淀生成。
（3）當(dāng)a、b分別滿足___________條件時(shí)，有沉淀生成且溶液中無Al^3＋存在，生成Al(OH)₃沉淀的物質(zhì)的量是________ mol

Answer 1

(1)  am/3000（2分）     (2) a≥4b（2分）   
(3) 3b≤a＜4b（3分）；   (4mb－ma)×10^－3 mol（3分）

解析試題分析：（1）在化學(xué)反應(yīng)中，參加反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比=化學(xué)計(jì)量數(shù)之比．AlCl₃和NaOH反應(yīng)，3NaOH+AlCl₃=Al（OH）₃+3NaCl，
當(dāng)AlCl₃和NaOH恰好反應(yīng)即物質(zhì)的量之比為1：3時(shí)，生成的Al（OH）₃物質(zhì)的量最大．當(dāng)a≤3b時(shí)，反應(yīng)中NaOH不足量，計(jì)算時(shí)應(yīng)以NaOH為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，
設(shè)生成Al（OH）₃沉淀的物質(zhì)的量為x。
3NaOH+AlCl₃=Al（OH）₃+3NaCl
3               1
m×10^-3×a          x
3：1= m×10^-3×a：x
解得 x= am/3000mol，
故答案為：am/3000；
（2）AlCl₃和NaOH反應(yīng)生成Al（OH）₃，Al（OH）₃是兩性氫氧化物，能夠溶于NaOH溶液，所以生成的沉淀會減少，NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O，
方程式3NaOH+AlCl₃=Al（OH）₃+3NaCl和 NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O 相加，得到方程式4NaOH+AlCl=NaAlO₂+3NaCl+2H₂O，由方程式可得，
當(dāng)AlCl₃和NaOH物質(zhì)的量之比為1：4時(shí)，恰好沒有沉淀產(chǎn)生。
4NaOH+  AlCl₃  =  NaAlO₂+3NaCl+2H₂O
4          1
m×10^-3a   m×10^-3b
a：b=4：1
故答案為：a=4b或a＞4b；即a≥4b。
（3）有沉淀生成且溶液中無Al^3＋存在，3NaOH+AlCl₃=Al（OH）₃+3NaCl，后又有部分沉淀溶解，NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O
所以3b≤a＜4b時(shí)，會出現(xiàn)先有沉淀生成后又有部分沉淀溶解，當(dāng)全部生成沉淀時(shí)，應(yīng)以AlCl₃為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，
當(dāng)沉淀生成后又有部分沉淀溶解時(shí)，應(yīng)以剩余的NaOH為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。
設(shè)AlCl₃全部轉(zhuǎn)化為Al（OH）₃時(shí)，需要的NaOH為xmol，生成的Al（OH）₃為ymol，
3NaOH+AlCl₃=Al（OH）₃+3NaCl
3       1     1
x     m×10^-3b    y
x=3m×10^-3b  y= m×10^-3b
剩余NaOH的物質(zhì)的量為：m×10^-3a-3m×10^-3b，
設(shè)生成NaAlO₂時(shí)需要的Al（OH）₃物質(zhì)的量為zmol，
NaOH+          Al（OH）₃  =    NaAlO₂  +    2H₂O
1                  1
m×10^-3a-3m×10^-3b  z
z= m×10^-3a-3m×10^-3b
所以剩余的Al（OH）₃物質(zhì)的量為m×10^-3b-（m×10^-3a-3m×10^-3b）=4m×10^-3b- m×10^-3a=(4mb－ma)×10^－3 mol。
故答案為：3b≤a＜4b；(4mb－ma)×10^－3。
考點(diǎn)：鎂、鋁的重要化合物 有關(guān)范圍討論題的計(jì)算
點(diǎn)評：本題考查的是鋁的重要化合物的有關(guān)計(jì)算及有關(guān)計(jì)算范圍的討論．在做討論題時(shí)，結(jié)合有關(guān)化學(xué)方程式，找出反應(yīng)的臨界值進(jìn)行討論，簡潔明了．如：NaOH溶液中通入CO₂、向NaAlO₂溶液中滴加稀鹽酸等都是有關(guān)計(jì)算范圍的討論。