Question

在200mL含Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、H⁺、Cl^-等离子的溶液中，逐滴加入5mol?L^-1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）关系如图所示．下列叙述正确的是（　　）

• A、x与y的差值为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

考点：有关混合物反应的计算

专题：

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0～4mL溶液时没有沉淀生成，说明H⁺先和NaOH反应，发生反应：H⁺+OH^-═H₂O；4～30mL时Mg²⁺、Al³⁺结合OH^-生成沉淀，发生的离子反应为：Al²⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓、Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓；30mL～33mLNH₄⁺与OH^-反应，发生反应为NH₄⁺+OH^-═NH₃．H₂O；33mL～35mL，氢氧化铝溶解，发生反应：Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，
由图象可知，开始加入氢氧化钠没有沉淀生成，0～4mL发生反应H⁺+OH^-=H₂O，4mL时H⁺反应完毕，4～30mL发生反应：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，30mL时沉淀量最大，Mg²⁺、Al³⁺沉淀完全，30～33mL沉淀量不变，发生NH₄⁺与氢氧化钠的反应NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，33～35mL时，氢氧化铝溶解，发生反应：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
A．由图象可知，x与y的差值即为Al（OH）₃的物质的量，由图可知溶解Al（OH）₃消耗氢氧化钠溶液5mL，据此结合方程式计算n[Al（OH）₃]；
B．溶液中的阴离子只有Cl^-，则加入33mLNaOH溶液时Cl^-全部存在于NaCl中，则n（Cl^-）=n（NaOH），据此计算；
C.0～4mL发生H⁺与氢氧化钠的反应，则H⁺的物质的量为4mL×10^-3L×5mol?L^-1=0.02mol，进而计算c（H⁺）；
D．由A计算可知n[Al（OH）₃]，沉淀Mg²⁺、Al³⁺消耗氢氧化钠溶液26mL，根据氢氧根守恒该阶段有3n[Al（OH）₃]+2n[Mg（OH）₂]=n（NaOH），据此计算n[Mg（OH）₂]，再守恒计算原溶液中n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）．

解答： 解：由图象可知，开始加入氢氧化钠没有沉淀生成，0～4mL发生反应H⁺+OH^-=H₂O，4mL时H⁺反应完毕，4～30mL发生反应：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，30mL时沉淀量最大，Mg²⁺、Al³⁺沉淀完全，30～33mL沉淀量不变，发生NH₄⁺与氢氧化钠的反应NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，33～35mL时，氢氧化铝溶解，发生反应：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
A．由图象可知，x与y的差值即为Al（OH）₃的物质的量，由Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，NaOH的物质的量为（35-33）×10^-3L×5mol?L^-1=0.01mol，即Al（OH）₃的物质的量=0.01mol，故A错误；
B．溶液中的阴离子只有Cl^-，则加入33mLNaOH溶液时Cl^-全部存在于NaCl中，则Cl^-的物质的量为33mL×10^-3L×5mol?L^-1=0.165mol，原溶液中c（Cl^-）=

0.165mol

0.2L

=0.825mol/L，故B错误；
C.0～4mL发生H⁺与氢氧化钠的反应，则H⁺的物质的量为4×10^-3L×5mol?L^-1=0.02mol，c（H⁺）=

0.02mol

0.2L

=0.1mol/L，故C正确；
D．由A计算可知n[Al（OH）₃]=0.01mol，则原溶液中n（Al³⁺）=n[Al（OH）₃]=0.01mol，沉淀Mg²⁺、Al³⁺消耗氢氧化钠溶液26mL，则n（NaOH）=（30-4）×10^-3L×5mol?L^-1=0.13mol，根据氢氧根守恒该阶段有3n[Al（OH）₃]+2n[Mg（OH）₂]=n（NaOH），则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错误；
故选C．

点评：本题考查化学反应图象及离子反应计算，清楚图象中各阶段发生的反应是解答本题的关键，注意守恒思想的运用，难度较大．