Question

向100 mLBaCl₂、AlCl₃、FeCl₃的混合溶液A中，逐滴加入Na₂SO₄和NaOH的混合溶液B，产生的沉淀和加入混合溶液B的体积关系如下图所示：

（1）加入B溶液110 mL时，溶液中的沉淀是______，溶液中的溶质是__________。

（2）从90 mL至100mL之间加入10mL B溶液时发生的离子反应方程式是：Ba²⁺+ SO₄^2—=BaSO₄↓，Al(OH)₃+ OH^— =AlO₂^— +2H₂O，溶液B中Na₂SO₄与NaOH的物质的量浓度之比为____；

（3）计算A溶液中AlCl₃的物质的量浓度，_______________写出计算过程）

Answer

BaSO4、Fe(OH)3 N aCl、NaAlO2、Na2SO4 1：1 加入B溶液100mL时，Ba2+恰好沉淀完全，这段中Al（OH）3继续溶解，B为110mL时，沉淀中Al（OH）3已完全溶解，溶解了0.1molAl（OH）3，消耗了10mLB溶液，故c（NaOH）==10mol/L；90-110mLB溶液时氢氧化铝完全溶解，消耗了20mL氢氧化钠溶液，参加反应的氢氧根离子的物质的量为：10mol/L×0.02L=0.2mol，根据反应Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O可知，原溶液中铝离子的总物质的量为0.2mol，则氯化铝的物质的量为0.2mol，其浓度为：==2mol/L。

【解析】

图中第一段曲线生成的沉淀为BaSO4、Fe（OH）3和Al（OH）3，且加入B溶液90mL时，Fe3+、Al3+恰好沉淀完全；

图中第二段曲线为平行直线，沉淀总物质的量没有增减，故这段是由Al（OH）3的溶解和BaSO4的继续生成所引起，且溶解的Al（OH）3的物质的量和生成的BaSO4的物质的量相等；

图中第三段曲线中，加入B溶液100mL时，Ba2+恰好沉淀完全，这段中Al（OH）3继续溶解，B为110mL时，沉淀中Al（OH）3已完全溶解；

图中第四段曲线中，沉淀为Fe（OH）3、BaSO4共1.1mol，据此对各选项进行解答。

第一段曲线生成的沉淀为BaSO4、Fe（OH）3和Al（OH）3，且加入B溶液90mL时，Fe3+、Al3+恰好沉淀完全；第二段曲线为平行直线，沉淀总物质的量没有增减，故这段是由Al（OH）3的溶解和BaSO4的继续生成所引起，且溶解的Al（OH）3的物质的量和生成的BaSO4的物质的量相等；第三段曲线中，加入B溶液100mL时，Ba2+恰好沉淀完全，这段中Al（OH）3继续溶解，B为110mL时，沉淀中Al（OH）3已完全溶解；第四段曲线中，沉淀为Fe（OH）3、BaSO4共1.1mol，

（1）根据分析可知，加入110mLB溶液时，剩余的沉淀为Fe（OH）3、BaSO4的混合物，根据质量守恒可知溶质为NaCl、NaAlO2、Na2SO4；

故答案为：Fe（OH）3、BaSO4；NaCl、NaAlO2、Na2SO4；

（2）加入B溶液100mL时，Ba2+恰好沉淀完全，这段中Al（OH）3继续溶解，B为110mL时，沉淀中Al（OH）3已完全溶解，溶解了0.1molAl（OH）3，消耗了10mLB溶液，故c（NaOH）==10mol/L；加入的90mLB溶液中含有氢氧根离子的物质的量为：10mol/L×0.09mol=0.9mol，生成氢氧化铝、氢氧化铁沉淀的物质的量为：0.9mol×=0.3mol，生成硫酸钡沉淀的物质的量为：1.2mol-0.3mol=0.9mol，故c（Na2SO4）==10mol/L，所以B溶液中Na2SO4和NaOH的物质的量浓度之比为1：1；

故答案为：1：1；

（3）由以上分析可知，c（NaOH）==10mol/L；90-110mLB溶液时氢氧化铝完全溶解，消耗了20mL氢氧化钠溶液，参加反应的氢氧根离子的物质的量为：10mol/L×0.02L=0.2mol，根据反应Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O可知，原溶液中铝离子的总物质的量为0.2mol，则氯化铝的物质的量为0.2mol，其浓度为：=2mol/L；

故答案为：2mol/L。