Question

向明礬[KAl(SO₄)₂·12H₂O]溶液中逐滴加入Ba(OH)₂溶液至過量。
(1)寫出可能發生的有關反應的化學方程式。                                                   。
(2)在圖中，縱坐標表示生成沉淀的物質的量，橫坐標表示加入Ba(OH)₂的物質的量。試在圖中畫出當溶液中明礬為1  mol時，生成的每一種沉淀的物質的量隨Ba(OH)₂物質的量變化的曲線(在曲線上標明沉淀的化學式)。

(3)向a  L物質的量濃度為M  mol/L的明礬溶液中滴加物質的量濃度為n  mol/L的Ba(OH)₂溶液b  L，用含a、M、n的表達式表示：
①當b滿足________條件時，沉淀的總物質的量為最大值；
②當b滿足________條件時，沉淀的質量為最大值。

Answer 1

(1)2KAl(SO₄)₂＋3Ba(OH)₂＝K₂SO₄＋3BaSO₄↓＋2Al(OH)₃↓（1分）
K₂SO₄＋2Al(OH)₃＋Ba(OH)₂＝2KAlO₂＋BaSO₄↓＋4H₂O（1分）
(2) （4分）(3)①1.5aM＝nb（1分） ②2aM＝nb（1分）

試題分析：（1）當明礬中鋁離子恰好形成氫氧化鋁沉淀時，反應的化學方程式為2KAl(SO₄)₂＋3Ba(OH)₂＝K₂SO₄＋3BaSO₄↓＋2Al(OH)₃↓；由于氫氧化鋁是兩性氫氧化物，所以當明礬中SO₄^2－恰好反應生成硫酸鋇白色沉淀時，此時溶液中反應的離子方程式為K₂SO₄＋2Al(OH)₃＋Ba(OH)₂＝2KAlO₂＋BaSO₄↓＋4H₂O。
（2）根據反應式2KAl(SO₄)₂＋3Ba(OH)₂＝K₂SO₄＋3BaSO₄↓＋2Al(OH)₃↓可知，當加入1.5mol氫氧化鋇時生成1.5mol硫酸鋇和1mol氫氧化鋁。根據反應式KAl(SO₄)₂＋2Ba(OH)₂＝KAlO₂＋2BaSO₄↓＋2H₂O可知，當加入2mol氫氧化鋇時，生成的氫氧化鋁又溶解生成偏鋁酸鈉，此時硫酸鋇的沉淀達到最大值，因此圖像可表示為。
（3）①根據反應2KAl(SO₄)₂＋3Ba(OH)₂＝K₂SO₄＋3BaSO₄↓＋2Al(OH)₃↓和KAl(SO₄)₂＋2Ba(OH)₂＝KAlO₂＋2BaSO₄↓＋2H₂O可知，當沉淀的物質的量最大時明礬與氫氧化鋇的物質的量之比＝2:3，則1.5aM＝nb。
②同樣根據反應可知，當恰好生成硫酸鋇沉淀時沉淀質量最大，此時明礬與氫氧化鋇的物質的量之比＝1:2，則2aM＝nb。