Question

将一定量Mg、Al合金溶于1mol?L^-1的HCl溶液中，进而向所得溶液中滴加1mol?L^-1的NaOH溶液，产生沉淀的物质的量（n）与滴加的NaOH溶液体积（mL）的图示如下．下列分析的结论中正确的是

1. A.
   溶解“一定量Mg、Al合金”的HCl溶液的体积小于80mL
2. B.
   由题中数据，无法求出实验中产生H₂的物质的量
3. C.
   无法确定Mg、Al合金中n（Mg）/n（Al）的最大值
4. D.
   欲求出a的取值范围尚缺少一个条件

Answer 1

B
分析：A、根据盐酸和金属铝、金属镁的反应以及沉淀镁离子和铝离子的过程实质来回答；
B、确定了金属镁和金属铝的量就可以确定生成氢气的量；
C、根据图象中消耗的氢氧化钠的量确定合金中金属镁的最大量，进而确定该合金中两元素物质的量之比的最大值；
D、合金的组成可以采用极限假设法，当金属全部是金属铝时剩余的酸最多，a的值最大来判断a得取值范围．
解答：根据图可知，首先发生的反应是中和过量的酸：H⁺+OH^-=H₂O，然后是沉淀两种金属离子：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、
Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，最后是Al（OH）₃的溶解：Al（OH）₃+OH^-=[Al（OH）₄]^-，从横坐标80mL到90mL这段可以求出
n（Al（OH）₃）=0.01mol，则n（Al）=n（Al（OH）₃）=0.01mol，所以沉淀Al³⁺需要的OH^-为0.03mol，即NaOH溶液的体积为30mL，镁离子和铝离子沉淀完全消耗的碱的体积为80-a，若假设盐酸不剩，所以沉淀Mg²⁺需要NaOH溶液的体积最大值为50mL，求出n （Mg）的最大值为0.025mol，所以该合金中镁铝两元素物质的量之比的最大值为2.5，故C错误，
0.01mol的金属铝消耗盐酸为0.03mol，当金属镁的最大物质的量为0.025mol时，消耗盐酸的最大量是0.05mol，所以溶解金属镁、铝所需HCl溶液的体积小于或者是等于80mL，故A错误；
金属镁的量不确定，无法判断生成氢气的量的多少，故B正确，
假设盐酸溶解金属后不剩，这种情况下，酸恰好与合金反应完全，即a=0，通过极值法，当合金中完全是铝时，因为沉淀Al³⁺需要NaOH溶液的体积为30mL，从图可知，中和过量的酸所消耗的碱液体积最大为50mL，但是假设不成立，最大值是不存在的，所以的取值范围为 0≤a＜50，故D错误．
故选B．
点评：本题考查学生有关金属元素铝及其化合物的性质的知识，结合图象进行考查，增大了难度．