Question

现有含NH₄⁺、H⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Cl^-的溶液100mL，往其中逐滴加入2mol/L的氢氧化钠溶液，并不断搅拌，所得沉淀质量与所加氢氧化钠溶液体积的关系如下图，其中OA段无气体产生，回答下列问题。

（1）写出下列过程发生反应的离子方程式。
OA段：                                              ；
CD段：                                              ；
（2）氢氧化镁沉淀的质量m[Mg(OH)₂] =         g。
（3）a =               ；b =               。
（4）原溶液中c(NH₄⁺) =                    ；c(Cl^-) =                    。

Answer 1

(16分)
（1）H⁺ + OH^- = H₂O（3分）；Al(OH)₃ + OH^- = [Al(OH)₄]^-（3分）
（2）0.58（2分）
（3）1.36（2分）；55（2分）
（4）0.2mol/L（2分）；1mol/L（2分）

试题分析：（1）OA段无气体产生，说明是H⁺和OH^-的反应，离子方程式为H⁺ + OH^- = H₂O。
CD段是沉淀溶解的过程，Al(OH)₃是和OH^-反应，离子方程式为Al(OH)₃ + OH^- = [Al(OH)₄]^-。
（2）最终沉淀的物质是氢氧化镁沉淀，根据图中信息可得其质量等于0.58g。
（3）V(NaOH)=25mL，n(NaOH)=0.05mol，AB段，生成的沉淀是Al(OH)₃和Mg(OH)₂，m[Mg(OH)₂] =0.58g，Mg(OH)₂中的n(OH^-)=0.02mol，则Al(OH)₃中的n(OH^-)=0.05mol-0.02mol=0.03mol，即m[Al(OH)₃]=0.78g，故总质量=0.58g+0.78g=1.36g，即a=1.36g。Al(OH)₃ + OH^- = [Al(OH)₄]^-，n[Al(OH)₃]=0.01mol，消耗NaOH为0.01mol，体积为0.005L，即5ml，故b=50+5=55。
（4）BC段NH₄⁺和OH^-的反应，反应的n(OH^-)=0.02mol，NH₄⁺+OH^-=NH₃·H₂O，n(NH₄⁺)=0.02mol，c(NH₄⁺) =0.2mol/L。当 V(NaOH)=50mL时溶质为NaCl，n(Cl^-)= n(Na⁺)=0.1mol，即c(Cl^-) =1mol/L。
点评：本题考查学生利用图象及离子反应来计算，明确图象中每一段曲线对应的化学反应是解答本题的关键，然后利用离子反应计算即可解答，B项是解答的难点。