Question

某研究小组取50g含十二水硫酸铝铵〔NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O俗称铝铵矾〕的样品投入200mL稀硫酸中，待固体全部溶解后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量(n)与加入NaOH溶液的体积(V)的关系如图所示：

(假设铝铵矾中的杂质不溶于H₂SO₄，也不溶于NaOH)

请回答下列问题：

（1）cd段反应的离子方程式是___；

（2）图中b点溶液中的溶质有___；

（3）铝铵矾溶于水时的电离方程式是___；

（4）H₂SO₄的物质的量的浓度为___；

（5）该样品中铝铵矾的质量分数为___。

Answer

Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O Na2SO4、（NH4)2SO4 NH4Al(SO4)2=NH＋Al3＋＋2SO 0.3mol•L-1 90.6℅

【解析】

由图像可知，a点前是氢氧化钠和剩余的酸反应，a-b是铝离子和氢氧化钠产生0.1mol的氢氧化铝沉淀，b-c是铵根和10 mL氢氧化钠溶液反应产生氨水，c-d是0.1mol氢氧化铝和10 mL氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠。

（1）由图像可知，cd段是0.1mol氢氧化铝和10 mL氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，离子方程式是Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O，故答案为：Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O；

（2）由图像可知，b点时，铝离子刚好完全沉淀，溶液中剩余Na2SO4、（NH4)2SO4，故本题答案为：Na2SO4、（NH4)2SO4；

（3）铝铵矾是强电解质，全部电离，溶于水时的电离方程式为NH4Al(SO4)2=NH＋Al3＋＋2SO，故本题答案为：NH4Al(SO4)2=NH＋Al3＋＋2SO；

（4）由c-d段可知，根据Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O，0.1mol氢氧化铝需要消耗0.1mol氢氧化钠溶液，则氢氧化钠浓度为：c=0.1mol/0.01L=10mol/L，a-b段产生0.1mol氢氧化铝，则需消耗氢氧化钠为0.3mol，氢氧化钠体积为：0.3mol/10mol/L=0.03L=30mL，则a点的值为12mL，a点前是氢氧化钠和硫酸按照2:1进行反应，则硫酸的物质的量为： ，故H2SO4的物质的量的浓度为；0.3mol•L-1；

（5）根据铝元素守恒，十二水硫酸铝铵〔NH4Al(SO4)2·12H2O的物质的量为0.1mol，则十二水硫酸铝铵的质量为45.3g，该样品中铝铵矾的质量分数为，故本题答案为：90.6%。