Question

18．在200mL含Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、H⁺、Cl^-等离子的溶液中，逐滴加入5mol/L的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积（mL）与产生沉淀的物质的量（mol）关系如右图所示．下列叙述不正确的是（　　）

• A． 原溶液中c（H⁺）=0.1mol/L
• B． x与y的差值为0.01 mol
• C． 原溶液中c（Cl^-）=0.75 mol/L
• D． 原溶液中n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）=5：1

Answer 1

分析 在200mL含Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、H⁺、Cl^-等离子的溶液中，逐滴加入5mol•L^-1的NaOH溶液，加入4mLNaOH溶液时没有沉淀生成，说明H⁺先和NaOH反应，则溶液中含有H⁺，c（H⁺）=$\frac{0.004L×5mol/L}{0.2L}$=0.1mol/L，继续滴加NaOH溶液，沉淀的量逐渐增大，30mLNaOH溶液后，继续滴加NaOH溶液，沉淀的物质的量不变，则溶液中含有NH₄⁺，则C（NH₄⁺）=$\frac{（0.033-0.03）L×5mol/L}{0.2L}$=0.075mol/L，继续滴加NaOH，沉淀溶解，35mLNaOH后，沉淀不溶解，说明溶液中含有Mg²⁺、Al³⁺，根据Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O知，生成氢氧化铝沉淀和生成偏铝酸根离子需要氢氧化钠体积之比为3：1，则生成氢氧化铝沉淀需要NaOH体积=（35-33）mL×3=6mL，则生成氢氧化镁需要NaOH体积=（30-4mL）-6mL=20mL，
则c（Mg²⁺）=$\frac{\frac{0.02L×5mol/L}{2}}{0.2L}$=0.25mol/L，c（Al³⁺）=$\frac{0.002L×5mol/L}{0.2L}$=0.05mol/L，
溶液中存在电荷守恒，根据电荷守恒得3c（Al³⁺）+2c（Mg²⁺）+C（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）=[3×0.05+2×0.25+0.075+0.1]mol/L=0.825mol/L，据此分析解答

解答 解：在200mL含Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、H⁺、Cl^-等离子的溶液中，逐滴加入5mol•L^-1的NaOH溶液，加入4mLNaOH溶液时没有沉淀生成，说明H⁺先和NaOH反应，则溶液中含有H⁺，c（H⁺）=$\frac{0.004L×5mol/L}{0.2L}$=0.1mol/L，继续滴加NaOH溶液，沉淀的量逐渐增大，30mLNaOH溶液后，继续滴加NaOH溶液，沉淀的物质的量不变，则溶液中含有NH₄⁺，则C（NH₄⁺）=$\frac{（0.033-0.03）L×5mol/L}{0.2L}$=0.075mol/L，继续滴加NaOH，沉淀溶解，35mLNaOH后，沉淀不溶解，说明溶液中含有Mg²⁺、Al³⁺，根据Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O知，生成氢氧化铝沉淀和生成偏铝酸根离子需要氢氧化钠体积之比为3：1，则生成氢氧化铝沉淀需要NaOH体积=（35-33）mL×3=6mL，则生成氢氧化镁需要NaOH体积=（30-4mL）-6mL=20mL，
则c（Mg²⁺）=$\frac{\frac{0.02L×5mol/L}{2}}{0.2L}$=0.25mol/L，c（Al³⁺）=$\frac{0.002L×5mol/L}{0.2L}$=0.05mol/L，
溶液中存在电荷守恒，根据电荷守恒得3c（Al³⁺）+2c（Mg²⁺）+C（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）=[3×0.05+2×0.25+0.075+0.1]mol/L=0.825mol/L，
A．通过分析知，c（H⁺）=0.1mol/L，故A正确；
B．x为Al（OH）₃、Mg（OH）₂的物质的量，y为Mg（OH）₂的物质的量，二者的差为Al（OH）₃的物质的量=0.05mol/L×0.2L=0.01mol，故B正确；
C．原来溶液中c（Cl^-）=0.825mol/L，故C错误；
D．通过以上分析知，c（Mg²⁺）=0.25mol/L，c（Al³⁺）=0.05mol/L，同一溶液中体积相等，其物质的量之比等于物质的量浓度之比=0.25mol/L：0.05mol/L=5：1，故D正确；
故选C．

点评 本题考查物质之间的反应，明确离子反应先后顺序是解本题关键，知道铝离子转化为氢氧化铝沉淀、偏铝酸钠时消耗NaOH的体积之比，结合电荷守恒解答，题目难度中等．