Question

在200mL含Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、H⁺、Cl^-等離子的溶液中，逐滴加入5mol?L^-1的氫氧化鈉溶液，所加氫氧化鈉溶液的體積（mL）與產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量（mol）關(guān)系如圖所示．下列敘述正確的是（　�。�

• A、x與y的差值為0.1mol
• B、原溶液中c（Cl^-）=0.75 mol?L^-1
• C、原溶液的c（H⁺）=0.1 mol?L^-1
• D、原溶液中n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）=5：2

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算

專題：

分析：在200mL含Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、H⁺、Cl^-等離子的溶液中，逐滴加入5mol?L^-1的NaOH溶液，加入0～4mL溶液時(shí)沒有沉淀生成，說明H⁺先和NaOH反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)：H⁺+OH^-═H₂O；4～30mL時(shí)Mg²⁺、Al³⁺結(jié)合OH^-生成沉淀，發(fā)生的離子反應(yīng)為：Al²⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓、Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓；30mL～33mLNH₄⁺與OH^-反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)為NH₄⁺+OH^-═NH₃．H₂O；33mL～35mL，氫氧化鋁溶解，發(fā)生反應(yīng)：Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，
由圖象可知，開始加入氫氧化鈉沒有沉淀生成，0～4mL發(fā)生反應(yīng)H⁺+OH^-=H₂O，4mL時(shí)H⁺反應(yīng)完畢，4～30mL發(fā)生反應(yīng)：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，30mL時(shí)沉淀量最大，Mg²⁺、Al³⁺沉淀完全，30～33mL沉淀量不變，發(fā)生NH₄⁺與氫氧化鈉的反應(yīng)NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，33～35mL時(shí)，氫氧化鋁溶解，發(fā)生反應(yīng)：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
A．由圖象可知，x與y的差值即為Al（OH）₃的物質(zhì)的量，由圖可知溶解Al（OH）₃消耗氫氧化鈉溶液5mL，據(jù)此結(jié)合方程式計(jì)算n[Al（OH）₃]；
B．溶液中的陰離子只有Cl^-，則加入33mLNaOH溶液時(shí)Cl^-全部存在于NaCl中，則n（Cl^-）=n（NaOH），據(jù)此計(jì)算；
C.0～4mL發(fā)生H⁺與氫氧化鈉的反應(yīng)，則H⁺的物質(zhì)的量為4mL×10^-3L×5mol?L^-1=0.02mol，進(jìn)而計(jì)算c（H⁺）；
D．由A計(jì)算可知n[Al（OH）₃]，沉淀Mg²⁺、Al³⁺消耗氫氧化鈉溶液26mL，根據(jù)氫氧根守恒該階段有3n[Al（OH）₃]+2n[Mg（OH）₂]=n（NaOH），據(jù)此計(jì)算n[Mg（OH）₂]，再守恒計(jì)算原溶液中n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）．

解答： 解：由圖象可知，開始加入氫氧化鈉沒有沉淀生成，0～4mL發(fā)生反應(yīng)H⁺+OH^-=H₂O，4mL時(shí)H⁺反應(yīng)完畢，4～30mL發(fā)生反應(yīng)：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，30mL時(shí)沉淀量最大，Mg²⁺、Al³⁺沉淀完全，30～33mL沉淀量不變，發(fā)生NH₄⁺與氫氧化鈉的反應(yīng)NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，33～35mL時(shí)，氫氧化鋁溶解，發(fā)生反應(yīng)：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
A．由圖象可知，x與y的差值即為Al（OH）₃的物質(zhì)的量，由Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，NaOH的物質(zhì)的量為（35-33）×10^-3L×5mol?L^-1=0.01mol，即Al（OH）₃的物質(zhì)的量=0.01mol，故A錯(cuò)誤；
B．溶液中的陰離子只有Cl^-，則加入33mLNaOH溶液時(shí)Cl^-全部存在于NaCl中，則Cl^-的物質(zhì)的量為33mL×10^-3L×5mol?L^-1=0.165mol，原溶液中c（Cl^-）=

0.165mol

0.2L

=0.825mol/L，故B錯(cuò)誤；
C.0～4mL發(fā)生H⁺與氫氧化鈉的反應(yīng)，則H⁺的物質(zhì)的量為4×10^-3L×5mol?L^-1=0.02mol，c（H⁺）=

0.02mol

0.2L

=0.1mol/L，故C正確；
D．由A計(jì)算可知n[Al（OH）₃]=0.01mol，則原溶液中n（Al³⁺）=n[Al（OH）₃]=0.01mol，沉淀Mg²⁺、Al³⁺消耗氫氧化鈉溶液26mL，則n（NaOH）=（30-4）×10^-3L×5mol?L^-1=0.13mol，根據(jù)氫氧根守恒該階段有3n[Al（OH）₃]+2n[Mg（OH）₂]=n（NaOH），則n[Mg（OH）₂]=

1

2

（0.13mol-0.01mol×3）=0.05mol，故原溶液中n（Mg²⁺）=0.05mol，故原溶液中n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）=5：1，故D錯(cuò)誤；
故選C．

點(diǎn)評：本題考查化學(xué)反應(yīng)圖象及離子反應(yīng)計(jì)算，清楚圖象中各階段發(fā)生的反應(yīng)是解答本題的關(guān)鍵，注意守恒思想的運(yùn)用，難度較大．