Question

某溶液中含有H⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Cu²⁺四種陽離子，且Mg²⁺  Cu²⁺物質的量之為1：1，逐滴加入0.1moL/L NaOH溶液，消耗NaOH溶液體積（X軸）和生成沉淀（Y軸）之間的函數(shù)關系如圖所示，則溶液中H⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Cu²⁺四種陽離子的物質的量濃度之比為（　　）

• A、1：1：1：1
• B、2：2：1：1
• C、2：1：1：1
• D、4：4：1：1

Answer 1

考點：離子方程式的有關計算

專題：計算題

分析：根據圖象知，橫坐標為0-10mL時發(fā)生的反應是：H⁺+OH^-=H₂O，加入10mLNaOH溶液結合中和氫離子，n（H⁺）=n（NaOH）；
橫坐標為10-50mL時發(fā)生的化學反應是：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、Cu²⁺+2OH^-=Cu（OH）₂↓，沉淀為最大值時，該階段消耗40mLNaOH溶液，根據OH^-守恒，2n[Mg（OH）₂]+3n[Al（OH）₃]+2n[Cu（OH）₂]+=n（NaOH），結合元素守恒n（Mg²⁺）=n[Mg（OH）₂]、n（Cu²⁺）=n[Cu（OH）₂]；
橫坐標為50-60mL時，發(fā)生的化學反應是：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，Al（OH）₃完全溶解消耗消耗10mL NaOH溶液，根據消耗的氫氧化鈉計算n[Al（OH）₃]，再根據鋁元素守恒可知，n（Al³⁺）=n[Al（OH）₃]，據此計算解答．

解答： 解：根據圖象知，橫坐標為0-10mL時發(fā)生的反應是：H⁺+OH^-=H₂O，加入10mLNaOH溶液結合中和氫離子，n（H⁺）=n（NaOH）=0.01L×0.1mol/L=0.001mol；
橫坐標為50-60mL時，發(fā)生的化學反應是：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，Al（OH）₃完全溶解消耗消耗10mLNaOH溶液，由方程式可知n[Al（OH）₃]=n（NaOH）=0.01L×0.1mol/L=0.001mol，根據鋁元素守恒可知，n（Al³⁺）=n[Al（OH）₃]=0.001mol；
橫坐標為10-50mL時發(fā)生的化學反應是：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、Cu²⁺+2OH^-=Cu（OH）₂↓，沉淀為最大值時，該階段消耗40mLNaOH溶液，根據OH^-守恒，2n[Mg（OH）₂]+3n[Al（OH）₃]+2n[Cu（OH）₂]+=n（NaOH），Mg²⁺  Cu²⁺物質的量之為1：1，故4n[Mg（OH）₂]+0.003mol=0.04L×0.1mol/L，故n[Mg（OH）₂]=0.0025mol，n[Cu（OH）₂]=0.0025mol，
則溶液中H⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Cu²⁺四種陽離子的物質的量濃度之比為0.001：0.001：0.0025：0.0025=4：4：1：1，
故選D．

點評：本題考查反應圖象有關計算，能根據圖象正確判斷各階段發(fā)生的化學反應是解本題的關鍵，難度中等，注意利用守恒的計算．