Question

為了測(cè)定一定質(zhì)量的銅鋁混合物中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，某化學(xué)課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)了如下兩個(gè)方案：
方案Ⅰ：銅鋁混合物  

足量溶液A

充分反應(yīng)

   測(cè)定生成氣體的體積
方案Ⅱ：銅鋁混合物  

足量溶液B

充分反應(yīng)

  測(cè)定剩余固體的質(zhì)量
回答下列問(wèn)題：
（1）小組成員一致認(rèn)為兩個(gè)方案都可行，你認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)室中選擇方案

 

更便于實(shí)施．
（2）小組成員一致認(rèn)為兩個(gè)方案中可供選擇的溶液A和B有很多，你認(rèn)為在兩個(gè)方案中溶液A可能是

 

，B可能是

 

．（填編號(hào)）
a．稀鹽酸        b．氫氧化鈉溶液        c．硫酸銅溶液
（3）小組成員為探究Cu²⁺、Al³⁺在溶液中是否可以依次轉(zhuǎn)化為沉淀而析出，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：向含有0.01molHNO₃、0.001molCu（NO₃）₂、0.045molAl（NO₃）₃的溶液中逐滴加入一定濃度的NH₃H₂O溶液，使混合溶液的PH值不斷升高，當(dāng)加至溶液的體積為45mL時(shí)Al³⁺開(kāi)始反應(yīng)生成成沉淀，當(dāng)加至溶液的體積為50mL時(shí)Cu²⁺開(kāi)始反應(yīng)生成沉淀．（不考慮溶液的體積變化）
【查閱資料】：常溫下K_sp[Al（OH）₃]=1.0×10^-33mol?L^-4，K_sp[Cu（OH）₂]=2.0×10^-20mol?L^-3．
①Al（OH）₃開(kāi)始析出時(shí)溶液的PH值？
②若溶液中離子的濃度約為1.0×10^-5mol?L^-時(shí)可視為沉淀完全，則當(dāng)Al（OH）₃沉淀完全時(shí)，Cu（OH）₂是否析出？

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）測(cè)固體質(zhì)量比測(cè)氣體體積易進(jìn)行；
（2）因鋁具有兩性，而銅不能與堿、無(wú)氧化性酸反應(yīng)，所以A和B是鹽酸或氫氧化鈉時(shí)，都與鋁反應(yīng)；
（3）依據(jù)氫氧化鋁飽和溶液中溶度積常數(shù)計(jì)算氫氧化鋁開(kāi)始沉淀溶液中的氫離子濃度計(jì)算，依據(jù)完全沉淀得到c（Al³⁺）為1×10^-5 mol?L^-1，計(jì)算c（OH^-），利用Cu（OH）₂的溶度積K_sp=8.0×10^-38判斷是否有沉淀形成．

解答： 解：（1）體積的測(cè)量是有一定難度的，要依據(jù)外界條件，而質(zhì)量是很容易準(zhǔn)確測(cè)定的，故方案Ⅱ更容易實(shí)施，故答案為：Ⅱ；
（2）因鋁具有兩性，而銅不能與堿、無(wú)氧化性酸反應(yīng)，所以A和B是鹽酸或氫氧化鈉時(shí)，都與鋁反應(yīng)，故答案為：a或b；a或b；
（3）①Al（OH）₃的溶度積K_sp=1.0×10^-33，當(dāng)鋁離子開(kāi)始沉淀時(shí)濃度為：液中CuSO₄的濃度為

0.045mol

0.045L

=1mol/L，
依據(jù)溶度積常數(shù)c（Al³⁺）×c³（OH^-）=1.0×10^-33，c³（OH^-）=

1.0×10-33

1

=10^-33；
得到c（OH^-）=10^-11mol/L，
依據(jù)水溶液中的離子積c（H⁺）×c（OH^-）=10^-14；c（H⁺）=10^-3mol/L，溶液pH=3，
則Al（OH）₃開(kāi)始沉淀時(shí)溶液的pH為3；
答：Al（OH）₃開(kāi)始析出時(shí)溶液的pH值為3；
②殘留在溶液中的離子濃度小于1×10^-5 mol?L^-1時(shí)就認(rèn)為沉淀完全，Al（OH）₃的溶度積K_sp=1.0×10^-33，c（Al³⁺）×c³（OH^-）=1.0×10^-33，c³（OH^-）=

1.0×10-33

10-5

=10^-28，得到c（OH^-）=

3	0.1

×10^-9mol/L，c（Cu²⁺）=

0.001mol

0.05L

=0.02mol/L，
c（Cu²⁺）×c²（OH^-）=0.02×（

3	0.1

×10^-9）²=2×（

3	0.1

）²×10^-20＜2.0×10^-20，故無(wú)沉淀析出，
答：當(dāng)Al（OH）₃沉淀完全時(shí)，無(wú)Cu（OH）₂沉淀形成．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)及沉淀溶解平衡的計(jì)算，中等難度，注意利用溶度積來(lái)判斷沉淀的生成或溶解．