Question

把一块镁铝合金投入到1mol/L HCl溶液里，待合金完全溶解后，往溶液里加入1mol/L NaOH溶液，生成沉淀的物质的量随加入NaOH溶液体积变化的关系如下图A所示。下列说法中不正确的是

图A                      图B                     图C

A．的取值范围为 0≤a＜50

B．的最大值为2.5

C．若将关系图改为B图时，则的取值范围为80＜a＜90

D．若将关系图改为C图时，则的取值范围为75＜a＜90

Answer 1

C

解析:

本题考查元素化合物的知识。根据图A可知，首先发生的反应是中和过量的酸：H^＋＋OH^－=H₂O，然后是沉淀2种金属离子：Mg^2＋＋2OH^－=Mg(OH)₂↓、Al^3＋＋3OH^－=Al(OH)₃↓、最后是Al(OH)₃的溶解：Al(OH)₃＋OH^－=AlO₂^－＋2H₂O。从横坐标80mL到90mL这段可以求出n(Al(OH)₃)=0.01mol，则n(Al)= n(Al(OH)₃)=0.01mol，所以沉淀Al^3＋需要的OH^－为0.03mol，即NaOH溶液的体积为30mL，所以沉淀Mg^2＋需要NaOH溶液的体积最大值为50mL，求出n (Mg)的最大值为0.025mol，这种情况下，酸恰好与合金反应完全，即=0，的最大值为2.5，B选项正确；通过极值法，当合金中完全是铝时，因为沉淀Al^3＋需要NaOH溶液的体积为30mL，从图A可知，中和过量的酸所消耗的碱液体积为50mL，所以的最大值为50，但是最大值是不存在的，所以的取值范围为 0≤a＜50，A选项正确；将关系图改为B图时，说明沉淀Mg^2＋、Al^3＋所需要碱液的体积为50mL，假设合金中完全是金属镁，则产生的沉淀不溶解，则=80，假设合金中完全是金属铝，则n(Al^3＋)= n(Al(OH)₃)=mol，则溶解Al(OH)₃所需要的n(OH^－)=mol，需要碱液的体积为mL，=（80+）mL=mL，C选项错误；将关系图改为C图时，假设合金中完全是金属镁，则产生的沉淀不溶解，则=90，假设合金中完全是金属铝，根据反应：Al^3＋＋3OH^－=Al(OH)₃↓、Al(OH)₃＋OH^－=AlO₂^－＋2H₂O，可以看出两个阶段消耗碱液的体积之比为3：1，则=75，D选项正确。