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化学式改写应用于明矾的计算

来源:未知作者:吴琼 点击:所属专题: 化学式组成计算 明矾
一、向含1mol KAl(SO 4 ) 2 的溶液中逐滴滴加Ba(OH) 2 溶液,产生沉淀的物质的量变化的图象分析 KAl(SO 4 ) 2 中逐滴滴加Ba(OH) 2 溶液,沉淀的物质的量是先增加后减少至恒定不变。 变形法:KAl(SO 4 ) 2 变形为K 2 SO 4 ·Al 2 (SO 4 ) 3 OA段:本质上是Al 2 (SO 4 ) 3 +3

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一、向含1mol KAl(SO4)2的溶液中逐滴滴加Ba(OH)2溶液,产生沉淀的物质的量变化的图象分析

KAl(SO4)2中逐滴滴加Ba(OH)2溶液,沉淀的物质的量是先增加后减少至恒定不变。

变形法:KAl(SO4)2变形为K2SO4·Al2(SO4)3

化学式改写应用于明矾的计算

OA段:本质上是Al2(SO4)3+3Ba(OH)2=3BaSO4

也就是K2SO4·Al2(SO4)33Ba(OH)2==2Al(OH)3K2SO43BaSO4

即:2KAl(SO4)23Ba(OH)2==2Al(OH)3K2SO43BaSO4

OB段:2Al(OH)3K2SO4Ba(OH)2==2KAlO2BaSO44H2O

OA-AB的总反应:K2SO4·Al2(SO4)34Ba(OH)2==2KAlO24BaSO44H2O

即:KAl(SO4)22Ba(OH)2==KAlO22BaSO42H2O

二、向含1mol KAl(SO4)2的溶液中逐滴滴加Ba(OH)2溶液,产生沉淀的质量变化的图象分析

由图可以看出向KAl(SO4)2中逐滴滴加Ba(OH)2溶液,沉淀的质量变化是持续增加至最大量后恒定不变。

化学式改写应用于明矾的计算

方程式与一相同,但2mol 的Al(OH)3变为1mol BaSO4物质的量减小但质量是增加的!

三、硫酸铝铵溶液中逐滴滴入Ba(OH)2溶液

向100mL0.1mol/L 硫酸铝铵[NH4Al(SO4)2]溶液中逐滴滴入0.1mol·L-1Ba(OH)2溶液。随着Ba(OH)2溶液体积(V)的变化,沉淀总物质的量(n)的变化如右图所示。下列叙述正确的是

化学式改写应用于明矾的计算

A.A点的沉淀总物质的量为0.03mol

B.OA段发生反应的离子方程式是:Al3++2SO42+2Ba2++3OH=2BaSO4↓+Al(OH)3↓;

C.AB段发生反应的离子方程式是:2NH4+SO42+Ba2++2OH=2NH3·H2OBaSO4

D.反应到C点时,加入Ba(OH)2溶液的总体积为250mL


答:CD

【解析】变形法NH4Al(SO4)2变形为(NH4)2SO4·Al2(SO4)3

OA段发生反应:Al2(SO4)3+3Ba(OH)2=3BaSO4↓+2Al(OH)3↓;

AB段发生反应:(NH4)2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+NH3·H2O,

BC段发生反应:Ba(OH)2+2Al(OH)3=Ba(AlO2)2+4H2O;

反应到C点时,加入的Ba(OH)2反应变为BaSO4Ba(AlO2)2。由于在原溶液中含n(SO42)==0.02mol,n(Al3+)=0.01mol,根据元素守恒可知消耗的Ba(OH)2的物质的量是0.02mol+0.01mol÷2=0.025mol。由于Ba(OH)2溶液的物质的量浓度是0.1mol/L,所以溶液的体积是V[Ba(OH)2]0·025mol÷0.1mol/L=0.25L=250mL,正确。

【变式练习】明矾石经处理后得到明矾[KAl(SO4)2·12H2O]。从明矾制备Al、K2SO4和H2SO4的工艺过程如下所示:

化学式改写应用于明矾的计算

焙烧明矾的化学方程式为:

先将KAl(SO4)2·12H2O变形K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O

观察焙烧产物为K2SO4、Al2O3、SO2

可认为是2Al2(SO4)3+3S=2Al2O3+9SO2
也就是2[K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O]3S=焙烧=2K2SO4+2Al2O3+9SO2↑+48H2O
即:4KAl(SO4)2·12H2O+3S=2K2SO4+2Al2O3+9SO2↑+48H2O

四、若加入NaOH溶液,代替氢氧化钡。

OH能与NH4和Al3+作用,但由于Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4

即碱性NaOH>NH3•H2O>Al(OH)3

则先发生反应的是Al3+与OH,最后Al(OH)3逐渐溶解生成AlO2关系如图所示,

化学式改写应用于明矾的计算

离子方程式为:

OA段:Al3++3OH=Al(OH)3↓;

AB段:NH4+OH=NH3↑+H2O;

BC段:Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O(或Al(OH)3+OH=[Al(OH)4])


【高频出现的方程式】

硫酸铝钾过量:2KAl(SO4)23Ba(OH)2==2Al(OH)3K2SO43BaSO4

硫酸铝钾少量:KAl(SO4)22Ba(OH)2==KAlO22BaSO42H2O

反应物1:1时:6KAl(SO4)26Ba(OH)2==4Al(OH)3Al2(SO4)36BaSO43K2SO4

注:反应物1:1时,即K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O与氢氧化钡1:2,可知Al3+仅部分生成Al(OH)3,可知SO42仅部分生成仅部分生成,

也就是产物有Al(OH)3Al2(SO4)3、BaSO4、K2SO4,即4/3mol Al(OH)3有1/3mol Al2(SO4)3,2molBaSO4、1molK2SO4

(责任编辑:化学自习室)
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