Question

将总量为4molNa₂O₂和Al₂（SO₄）₃的混合物投入足量水中，充分反应后生成Ymol沉淀（Y＞0），若以x表示原混合物中Na₂O₂的物质的量．
（1）试建立Y=f（x）的函数关系式，将x的取值Y=f（x）关系式填写在表内（可以不用填满）

x值	Y=f（x）

（2）作图

Answer

（1）Na2O2和与H2O反应生成的NaOH，恰好与Al2（SO4）3反应时，生成的Al（OH）3沉淀量最大．根据反应式知道此时，n（Na2O2）：n[Al2（SO4）3]=3：1，
当n（Na2O2）：n[Al2（SO4）3]≤3：1时，NaOH不足（或恰好反应），与Al3+反应生成Al（OH）3，由Na2O2根据Na原子守恒计算NaOH的物质的量，根据OH-守恒由NaOH计算Al（OH）3沉淀的量．
当n（Na2O2）：n[Al2（SO4）3]＞3：1时，Al的存在有Al（OH）3和AlO2-两种，有XmolNa2O2，则Al2（SO4）3为（4-X）mol，由Na2O2根据Na原子守恒计算NaOH的物质的量，Na2O2和与H2O反应生成的NaOH有两部分作用，（一）与Al3+反应生成Al（OH）3，（二）与Al3+反应生成AlO2-，根据Al原子守恒用X、Y表示出AlO2-，的物质的量，进而表示出上述两部分消耗的NaOH的量，两部分消耗的NaOH的物质的量之和即为Na2O2和与H2O反应生成的NaOH．
（2）根据（1）中的关系式、条件作图．
【解析】
（1）Na2O2为xmol，则Al2（SO4）3为（4-x）mol，
据Na原子守恒得n（NaOH）=2n（Na2O2）=2Xmol，
根据Al原子守恒得n（Al3+）=2n[Al2（SO4）3]=2（4-X）mol，
Na2O2和与H2O反应生成的NaOH，恰好与Al2（SO4）3反应时，生成的Al（OH）3沉淀量最大，所以有n（Al3+）：n（NaOH）=1：3，即2（4-X）mol：2Xmol=1：3，解得，X=3，所以（4-X）mol=1mol，即n（Na2O2）：n[Al2（SO4）3]=3：1．
当n（Na2O2）：n[Al2（SO4）3]≤3：1时，NaOH不足，根据NaOH计算Al（OH）3的量，根据OH-守恒有2X=3Y，即Y=X．
由于n（Na2O2）：n[Al2（SO4）3]≤3：1，Y＞0；所以Xmol：（4-X）mol≤3：1，X＞0，联立解得，0＜X≤3．
当n（Na2O2）：n[Al2（SO4）3]＞3：1时，Al的存在有Al（OH）3和AlO2-两种，有XmolNa2O2，
则Al2（SO4）3为（4-X）mol，
据Na原子守恒得n（NaOH）=2n（Na2O2）=2Xmol，
根据Al原子守恒得n（AlO2-）=[2（4-X）-Y]mol=（8-2X-Y）mol，由关系式
     Al3+～～3OH-～～Al（OH）3 ；    Al3+～～～～4OH-～～～～～～～～～AlO2-；
           3Ymol    Ymol               4（8-2X-Y）mol             （8-2X-Y）mol
所以，3Ymol+4（8-2X-Y）mol=2Xmol，
解得，Y=32-10X
由于n（Na2O2）：n[Al2（SO4）3]＞3：1，Y＞0；所以Xmol：（4-X）mol＞3：1，32-10X＞0，联立解得，3＜X＜3.2
故答案为：

x值 Y=f（x）
0＜X≤3 Y=X
3＜X＜3.2 Y=32-10X

（2）根据关系式作图