Question

18．把一塊鎂鋁合金投入到一定體積1mol/L 鹽酸里，待合金完全溶解后，往溶液里加入1mol/L NaOH溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量隨加入NaOH溶液體積變化的關(guān)系如圖A所示．下列說(shuō)法中不正確的是（　�。�

• A． A圖中a的取值范圍為 0≤a＜50
• B． A圖中$\frac{n（Mg）}{n（Al）}$的最大值為2.5
• C． 若將關(guān)系圖改為B圖時(shí)，則a的取值范圍為80＜a＜90
• D． 若將關(guān)系圖改為C圖時(shí)，則a的取值范圍為75＜a＜90

Answer 1

分析 A．由圖象可知，從橫坐標(biāo)80mL到90mL發(fā)生反應(yīng)：Al（OH）₃ +NaOH=NaAlO₂+2H₂O，據(jù)此可以求出n（Al（OH）₃），當(dāng)金屬全部是金屬鋁時(shí)剩余的酸最多，a的值為極大值，若酸恰好與合金反應(yīng)完全，a的值最小，據(jù)此判斷a得取值范圍；
B．當(dāng)a=0時(shí)，沉淀中Mg（OH）₂物質(zhì)的量最大，進(jìn)而合金中金屬鎂的最大量，據(jù)此計(jì)算該合金中兩元素物質(zhì)的量之比的最大值；
C．采用極值法計(jì)算，當(dāng)沒(méi)有鋁離子時(shí)，a值最小，當(dāng)生成的沉淀全部是氫氧化鋁時(shí)，a值最大．
D．采用極值法計(jì)算，當(dāng)沒(méi)有鋁離子時(shí)，a值最大，當(dāng)生成的沉淀全部是氫氧化鋁時(shí)，a值最�。�

解答 解：A．從橫坐標(biāo)80mL到90mL發(fā)生反應(yīng)：Al（OH）₃ +NaOH=NaAlO₂+2H₂O，因?yàn)榇穗A段消耗NaOH 10mL，消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量=0.01L×1mol/L=0.01mol，所以n（Al³⁺）=0.01mol，和Al³⁺反應(yīng)的NaOH為30mL，因?yàn)榈谝浑A段和Al³⁺反應(yīng)的NaOH為30mL，假設(shè)無(wú)Mg²⁺，a=50，而實(shí)際存在Mg²⁺，當(dāng)沒(méi)有鹽酸剩余時(shí)，a=0，所以0≤a＜50，故A正確；
B．當(dāng)a=0時(shí)，沉淀中Mg（OH）₂物質(zhì)的量最大，沉淀最大時(shí)消耗n（NaOH）=0.08L×1mol/L=0.08mol，故根據(jù)氫氧根守恒，Mg（OH）₂物質(zhì)的量最大值=$\frac{0.08mol-0.01mol×3}{2}$=0.025mol，即合金中Mg的最大物質(zhì)的量為0.025mol，故該合金中鎂鋁物質(zhì)的量之比$\frac{n（Mg）}{n（Al）}$的最大值為$\frac{0.025mol}{0.01mol}$=2.5，故B正確；
C．當(dāng)沒(méi)有鋁離子時(shí)，生成的沉淀不和氫氧化鈉反應(yīng)導(dǎo)致a值最小，則a=80；當(dāng)生成的沉淀全部是氫氧化鋁時(shí)，氫氧化鋁能和氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，導(dǎo)致a值最大，生成氫氧化鋁沉淀所用的氫氧化鈉體積是溶解氫氧化鋁所用氫氧化鈉體積的3倍，所以溶解氫氧化鋁所用氫氧化鈉的體積為$\frac{50mL}{3}$=16.7mL，故a=80+16.7=96.7，實(shí)際上存在鎂離子，所以a的取值范圍是80＜a＜96.7，故C錯(cuò)誤；
D．當(dāng)沒(méi)有鋁離子時(shí)，生成的沉淀全部是氫氧化鎂，氫氧化鎂和氫氧化鈉不反應(yīng)，此時(shí)a值最大為80；當(dāng)生成的沉淀全部是氫氧化鋁，生成的氫氧化鋁又能和氫氧化鈉完全轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鈉時(shí)a值最小，生成氫氧化鋁所用的氫氧化鈉與溶解氫氧化鋁所用的氫氧化鈉的體積之比=3：1，所以a=90-$\frac{90-30}{4}$=67.5，實(shí)際上溶液中含有鋁離子和鎂離子，所以a的取值范圍是75＜a＜90，故D正確，
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查鎂鋁及其化合物的性質(zhì)、混合物計(jì)算，清楚各階段發(fā)生的反應(yīng)是關(guān)鍵，注意利用極限法進(jìn)行解答，難度較大．