Question

在200mL含Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、H⁺、Cl^-等離子的溶液中，逐滴加入4mol?L^-1的氫氧化鈉溶液，所加氫氧化鈉溶液的體積（mL）與產生沉淀的物質的量（mol）關系如圖所示．下列敘述錯誤的是（已知NH₄⁺+OH^-═NH₃?H₂O）（　　）

• A、原溶液中n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）=5：1
• B、原溶液的c（H⁺）=0.8mol?L^-1
• C、x與y的差值為0.01mol
• D、原溶液中c（Cl^-）=1.32mol?L^-1

Answer 1

考點：離子方程式的有關計算

專題：

分析：在200mL含Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、H⁺、Cl^-等離子的溶液中，逐滴加入4mol?L^-1的NaOH溶液，加入4mLNaOH溶液時沒有沉淀生成，說明H⁺先和NaOH反應，則溶液中含有H⁺，c（H⁺）=

0.004L×4mol/L

0.2L

=0.08mol/L，繼續(xù)滴加NaOH溶液，沉淀的量逐漸增大，30mLNaOH溶液后，繼續(xù)滴加NaOH溶液，沉淀的物質的量不變，則溶液中含有NH₄⁺，則c（NH₄⁺）=

(0.033-0.03)L×4mol/L

0.2L

=0.06mol/L，繼續(xù)滴加NaOH，沉淀溶解，35mLNaOH后，沉淀不溶解，說明溶液中含有Mg²⁺、Al³⁺，根據Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O知，生成氫氧化鋁沉淀和生成偏鋁酸根離子需要氫氧化鈉體積之比為3：1，則生成氫氧化鋁沉淀需要NaOH體積=（35-33）mL×3=6mL，則生成氫氧化鎂需要NaOH體積=（30-4mL）-6mL=20mL，
則c（Mg²⁺）=

0.02L×4mol/L

2×0.2L

=0.2mol/L，c（Al³⁺）=

0.002L×4mol/L

0.2L

=0.04mol/L，
溶液中存在電荷守恒，根據電荷守恒得3c（Al³⁺）+2c（Mg²⁺）+C（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）=[3×0.04+2×0.2+0.06+0.08]mol/L=0.66mol/L，據此分析解答．

解答： 解：在200mL含Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、H⁺、Cl^-等離子的溶液中，逐滴加入4mol?L^-1的NaOH溶液，加入4mLNaOH溶液時沒有沉淀生成，說明H⁺先和NaOH反應，則溶液中含有H⁺，c（H⁺）=

0.004L×4mol/L

0.2L

=0.08mol/L，繼續(xù)滴加NaOH溶液，沉淀的量逐漸增大，30mLNaOH溶液后，繼續(xù)滴加NaOH溶液，沉淀的物質的量不變，則溶液中含有NH₄⁺，則c（NH₄⁺）=

(0.033-0.03)L×4mol/L

0.2L

=0.06mol/L，繼續(xù)滴加NaOH，沉淀溶解，35mLNaOH后，沉淀不溶解，說明溶液中含有Mg²⁺、Al³⁺，根據Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O知，生成氫氧化鋁沉淀和生成偏鋁酸根離子需要氫氧化鈉體積之比為3：1，則生成氫氧化鋁沉淀需要NaOH體積=（35-33）mL×3=6mL，則生成氫氧化鎂需要NaOH體積=（30-4mL）-6mL=20mL，
則c（Mg²⁺）=

0.02L×4mol/L

2×0.2L

=0.2mol/L，c（Al³⁺）=

0.002L×4mol/L

0.2L

=0.04mol/L，
溶液中存在電荷守恒，根據電荷守恒得3c（Al³⁺）+2c（Mg²⁺）+C（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）=[3×0.04+2×0.2+0.06+0.08]mol/L=0.66mol/L，
A．通過以上分析知，c（Mg²⁺）=0.2mol/L，c（Al³⁺）=0.04mol/L，同一溶液中體積相等，其物質的量之比等于物質的量濃度之比=0.2mol/L：0.04mol/L=5：1，故A正確；
B．通過分析知，c（H⁺）=0.08mol/L，故B錯誤；
C．x為Al（OH）₃、Mg（OH）₂的物質的量，y為Mg（OH）₂的物質的量，二者的差為Al（OH）₃的物質的量=0.04mol/L×0.2L=0.008mol，故C錯誤；
D．根據以上分析，原來溶液中c（Cl^-）=0.66mol/L，故D錯誤；
故選A．

點評：本題考查物質之間的反應，明確離子反應先后順序是解本題關鍵，知道鋁離子轉化為氫氧化鋁沉淀、偏鋁酸鈉時消耗NaOH的體積之比，結合電荷守恒解答，題目難度中等．