Question

14．某一固體物質(zhì)可能由NaOH、AlCl₃、MgCl₂中的幾種組成，將其一定量溶于水，有沉淀產(chǎn)生，在所得懸濁液中逐滴加入5 mol/L的鹽酸，圖表示鹽酸加入量與沉淀量的變化關(guān)系，圖中M點表示已加入的鹽酸體積，則M點的體積是（　　）

• A． 70 mL
• B． 90 mL
• C． 100 mL
• D． 130 mL

Answer 1

分析 先分段分析圖象，向所得濁液中，逐滴加入5mol/L鹽酸，由加入鹽酸的體積和生成沉淀的質(zhì)量關(guān)系圖分析：
①0-10ml，隨鹽酸的體積增加，生成沉淀的質(zhì)量不變，則鹽酸和氫氧化鈉中和，說明該過程產(chǎn)生的沉淀是Mg（OH）₂，n[Mg（OH）₂]=0.1mol，
NaOH、AlCl₃、MgCl₂組成的混合物，溶于足量水發(fā)生反應(yīng)是：MgCl₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2NaCl；AlCl₃+4NaOH=NaAlO₂+3NaCl+2H₂O，NaOH有剩余，溶液是NaCl、NaAlO₂和NaOH的混合液，該階段發(fā)生反應(yīng)是：NaOH+HCl=NaCl+H₂O；
②10ml處，加入10ml鹽酸剛好中和未反應(yīng)的NaOH，溶液為NaCl、NaAlO₂；
③10ml-30ml，隨鹽酸的體積增加，生成沉淀的質(zhì)量增加，該階段發(fā)生反應(yīng)是：NaAlO₂+HCl+H₂O=Al（OH）₃↓+NaCl，離子方程式是：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓
④30ml-M點，隨鹽酸的體積增加，沉淀的質(zhì)量減少，發(fā)生反應(yīng)是：Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O；Al（OH）₃+3HCl=AlCl₃+3H₂O；
⑤M點，Mg（OH）₂和Al（OH）₃完全反應(yīng)，溶液為MgCl₂、AlCl₃和NaCl混合液．
然后結(jié)合方程式、原子守恒計算．

解答 解：向所得濁液中，逐滴加入5mol/L鹽酸，由加入鹽酸的體積和生成沉淀的質(zhì)量關(guān)系圖分析：
①0-10ml，隨鹽酸的體積增加，生成沉淀的質(zhì)量不變，則鹽酸和氫氧化鈉中和，說明該過程產(chǎn)生的沉淀是Mg（OH）₂，n[Mg（OH）₂]=0.1mol，
NaOH、AlCl₃、MgCl₂組成的混合物，溶于足量水發(fā)生反應(yīng)是：MgCl₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2NaCl；AlCl₃+4NaOH=NaAlO₂+3NaCl+2H₂O，NaOH有剩余，溶液是NaCl、NaAlO₂和NaOH的混合液，該階段發(fā)生反應(yīng)是：NaOH+HCl=NaCl+H₂O；
②10ml處，加入10ml鹽酸剛好中和未反應(yīng)的NaOH，溶液為NaCl、NaAlO₂；
③10ml-30ml，隨鹽酸的體積增加，生成沉淀的質(zhì)量增加，該階段發(fā)生反應(yīng)是：NaAlO₂+HCl+H₂O=Al（OH）₃↓+NaCl，離子方程式是：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓
④30ml處，NaAlO₂與鹽酸恰好反應(yīng)，需鹽酸體積為：30ml-10ml=20ml，沉淀質(zhì)量達(dá)到最大，溶液為NaCl溶液；
④30ml-M點，隨鹽酸的體積增加，沉淀的質(zhì)量減少，發(fā)生反應(yīng)是：Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O；Al（OH）₃+3HCl=AlCl₃+3H₂O；
⑤M點，Mg（OH）₂和Al（OH）₃完全反應(yīng)，溶液為MgCl₂、AlCl₃和NaCl混合液．
選30ml處，計算NaOH的質(zhì)量，此時，溶液為NaCl溶液，溶液中Cl^-來源于原混合物中的AlCl₃、MgCl₂和加入的30mlHCl，溶液中Na⁺來源于原混合物中的NaOH．
NaAlO₂ +HCl+H₂O=Al（OH）₃↓+NaCl
0.1mol 0.02L×5mol/L
由Al原子守恒得原混合物中n（AlCl₃）=n（NaAlO₂）=0.1mol
由Mg原子守恒得原混合物中n（MgCl₂）=n[Mg（OH）₂]=0.1mol，
由Na⁺離子和Cl^-離子守恒得，原混合物中
n（NaOH）=n（NaCl）=n（Cl^-）=2n（MgCl₂）+3n（AlCl₃）+n（HCl）=0.1mol×2+0.1mol×3+0.03L×5mol/L=0.65mol
M點溶液為MgCl₂、AlCl₃和NaCl混合液，M點所加鹽酸用于中和原混合物中的NaOH，此時所加鹽酸物質(zhì)的量：
n（HCl）=n（NaOH）=0.65mol；M點所表示鹽酸的體積為：V=$\frac{0.65mol}{5mol/L}$=0.13L=130ml
故選D．

點評 本題考查了有關(guān)方程式的計算，題目難度中等，注意把握各段發(fā)生的反應(yīng)，對于圖象分析題的解題規(guī)律：要明確每一段圖象發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)、知道拐點代表的含義及溶液中溶質(zhì)的成分，結(jié)合方程式對有關(guān)問題進(jìn)行分析．