Question

某溶液中含有H⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Cu²⁺四种阳离子，且Mg²⁺  Cu²⁺物质的量之为1：1，逐滴加入0.1moL/L NaOH溶液，消耗NaOH溶液体积（X轴）和生成沉淀（Y轴）之间的函数关系如图所示，则溶液中H⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Cu²⁺四种阳离子的物质的量浓度之比为（　　）

• A、1：1：1：1
• B、2：2：1：1
• C、2：1：1：1
• D、4：4：1：1

Answer 1

考点：离子方程式的有关计算

专题：计算题

分析：根据图象知，横坐标为0-10mL时发生的反应是：H⁺+OH^-=H₂O，加入10mLNaOH溶液结合中和氢离子，n（H⁺）=n（NaOH）；
横坐标为10-50mL时发生的化学反应是：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、Cu²⁺+2OH^-=Cu（OH）₂↓，沉淀为最大值时，该阶段消耗40mLNaOH溶液，根据OH^-守恒，2n[Mg（OH）₂]+3n[Al（OH）₃]+2n[Cu（OH）₂]+=n（NaOH），结合元素守恒n（Mg²⁺）=n[Mg（OH）₂]、n（Cu²⁺）=n[Cu（OH）₂]；
横坐标为50-60mL时，发生的化学反应是：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，Al（OH）₃完全溶解消耗消耗10mL NaOH溶液，根据消耗的氢氧化钠计算n[Al（OH）₃]，再根据铝元素守恒可知，n（Al³⁺）=n[Al（OH）₃]，据此计算解答．

解答： 解：根据图象知，横坐标为0-10mL时发生的反应是：H⁺+OH^-=H₂O，加入10mLNaOH溶液结合中和氢离子，n（H⁺）=n（NaOH）=0.01L×0.1mol/L=0.001mol；
横坐标为50-60mL时，发生的化学反应是：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，Al（OH）₃完全溶解消耗消耗10mLNaOH溶液，由方程式可知n[Al（OH）₃]=n（NaOH）=0.01L×0.1mol/L=0.001mol，根据铝元素守恒可知，n（Al³⁺）=n[Al（OH）₃]=0.001mol；
横坐标为10-50mL时发生的化学反应是：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、Cu²⁺+2OH^-=Cu（OH）₂↓，沉淀为最大值时，该阶段消耗40mLNaOH溶液，根据OH^-守恒，2n[Mg（OH）₂]+3n[Al（OH）₃]+2n[Cu（OH）₂]+=n（NaOH），Mg²⁺  Cu²⁺物质的量之为1：1，故4n[Mg（OH）₂]+0.003mol=0.04L×0.1mol/L，故n[Mg（OH）₂]=0.0025mol，n[Cu（OH）₂]=0.0025mol，
则溶液中H⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Cu²⁺四种阳离子的物质的量浓度之比为0.001：0.001：0.0025：0.0025=4：4：1：1，
故选D．

点评：本题考查反应图象有关计算，能根据图象正确判断各阶段发生的化学反应是解本题的关键，难度中等，注意利用守恒的计算．