硫酸铝、硫酸钾、明矾三种物质组成的混合溶液中,当SO42-的浓度为0.20mol/L时,加入等体积的0.20mol/L的KOH溶液(混合后溶液体积变化忽略不计),使生成的白色沉淀恰好溶解,那么反应后的溶液中K+的浓度是(  )A. 0.20mol/LB. 0.25mol/LC. 0.225mol/LD. 0.45mol/L

问题描述:

硫酸铝、硫酸钾、明矾三种物质组成的混合溶液中,当SO42-的浓度为0.20mol/L时,加入等体积的0.20mol/L的KOH溶液(混合后溶液体积变化忽略不计),使生成的白色沉淀恰好溶解,那么反应后的溶液中K+的浓度是(  )
A. 0.20mol/L
B. 0.25mol/L
C. 0.225mol/L
D. 0.45mol/L

硫酸铝、硫酸钾和明矾的混合溶液实际为硫酸铝、硫酸钾的混合溶液.加入等体积等SO42-浓度 KOH溶液时,生成的沉淀恰好完全溶解,发生总反应Al3++4OH-=AlO2-+2H2O,根据方程式可知,n(Al3+)=

1
4
n(OH-),所以原溶液中c(Al3+)=
1
4
c(OH-)=
1
4
×0.2mol/L=0.05mol/L,根据溶液呈电中性可知,原混合溶液中3c(Al3+)+c(K+)=2c(SO42-),所以原溶液中c(K+)=2c(SO42-)-3c(Al3+)=2×0.2mol/L-3×0.05mol/L=0.25mol/L,
令混合溶液与氢氧化钾溶液的体积都是1L,则混合后溶液中n(K+)=1L×(0.25mol/L+0.2mol/L)=0.45mol,故反应后的溶液中K+的浓度为
0.45mol
1L+1L
=0.225mol/L,
故选:C.
答案解析:硫酸铝、硫酸钾和明矾的混合溶液实际为硫酸铝、硫酸钾的混合溶液.加入等体积等SO42-浓度的KOH溶液时,生成的沉淀恰好完全溶解,发生总反应为:Al3++4OH-=AlO2-+2H2O,根据方程式可知,原溶液中c(Al3+)=
1
4
c(OH-),根据溶液呈电中性可知,原混合溶液中3c(Al3+)+c(K+)=2c(SO42),据此计算原溶液中K+离子的浓度,溶液中钾离子包括KOH含有的与原溶液中的钾离子,令溶液体积都是1L,根据n=cV计算混合后溶液中n(K+),进而计算混合后K+的浓度.
考试点:物质的量浓度的相关计算.
知识点:本题考查有关混合物的计算,题目难度不大,根据电荷守恒计算原混合溶液中钾离子浓度是关键.