Question

（14分）某晶体（结晶水合物）由五种短周期元素组成。常温下，将该晶体溶于蒸馏水后可电离出三种离子（忽略水的电离），其中两种离子含有的电子数均为10个。将该溶液分成等量2份，一份中加入足量稀盐酸，无明显现象，再加入BaCl₂溶液，产生白色沉淀；向另一份中逐滴加入NaOH溶液至过量，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如下图所示。

请回答下列问题：

（1）若该晶体的摩尔质量为906g·mol^－1，写出该晶体的化学式                   ；

（2）B点溶液的pH            7（填“<”、“>”或“=”），用化学用语表示其原因              。

（3）若向该晶体的水溶液中逐滴加入Ba（OH）₂溶液至产生最多的沉淀，写出该变化的离子方程式          。

（4）C点溶液中所含溶质的化学式为             ；此时溶液中各种离子浓度由大到小顺序为            。

Answer

（1）（NH4）2SO4·Al2 （SO4）3·24H2O（2分）

（2） > （2分） NH3·H2O NH4+ + OH－（2分）

（3）NH4+ + Al3+ +2SO42－+2Ba2+ +4OH－= NH3·H2O +Al（OH）3↓+BaSO4↓（3分）

（4）Na2SO4 、NaAlO2、 NH3·H2O（2分） c（Na+）> c（SO42－）> c（AlO2－）> c（OH－）> c（NH4+）> c（H+）（3分）

【解析】

试题分析：（1）常温下，将该晶体溶于蒸馏水后可电离出三种离子（忽略水的电离），其中两种离子含有的电子数均为10个，将该溶液分成等量2份，一份中加入足量稀盐酸，无明显现象，再加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明含有SO42-；向另一份中逐滴加入NaOH溶液至过量，先生成沉淀，最后沉淀全部溶解，说明含有Al3＋，随着NaOH的加入，生成Al（OH）3沉淀后，溶液中仍然消耗OH－，但没有沉淀生成或减少，说明溶液中含有NH4＋ ，根据图给数据，n（Al3＋）:n（NH4＋ ）=1:1，再根据溶液呈电中性，所以n（Al3＋）:n（NH4＋ ）：n（SO42-）=1:1:2，该晶体的摩尔质量为906g·mol－1，则[NH4Al（SO4）2]x•nH2O的分子量为906，整理得237x+18n=906，若x=1，n=31.6，不符；若x=2，n=24，符合；若x=3，n=10.8不符，所以该晶体的化学式为（NH4）2SO4·Al2 （SO4）3·24H2O。

（2）根据上述分析，B点是硫酸钠和氨水的混合溶液，硫酸钠溶液呈中性，NH3•H2O是弱碱，部分电离导致溶液呈碱性，则该溶液的PH>7，原因是NH3·H2O NH4+ + OH－。

（3）根据上述推断，该晶体为（NH4）2SO4·Al2 （SO4）3·24H2O，溶于水发生的电离方程式为（NH4）2SO4·Al2 （SO4）3=2NH4＋ +2Al3＋+4SO42-,要使产生的沉淀最多，需要1:4加入Ba（OH）2 ，则反应的离子方程式为NH4+ + Al3+ +2SO42－+2Ba2+ +4OH－= NH3·H2O +Al（OH）3↓+BaSO4↓。

（4）根据图像可知，C点是Al（OH）3恰好完全溶解的点，溶液是Na2SO4、NaAlO2和NH3·H2O的混合溶液；该溶液中发生NH3·H2O的电离过程和AlO2-的水解过程，两个过程都使溶液呈碱性，根据晶体的组成，利用原子守恒，则此时溶液中各种离子浓度由大到小顺序为c（Na+）> c（SO42－）> c（AlO2－）> c（OH－）> c（NH4+）> c（H+）。

考点：考查离子反应，溶液的酸碱性，离子方程式的书写，以及溶液中离子的判断等知识。