Question

18．把一块镁铝合金投入到一定体积1mol/L 盐酸里，待合金完全溶解后，往溶液里加入1mol/L NaOH溶液，生成沉淀的物质的量随加入NaOH溶液体积变化的关系如图A所示．下列说法中不正确的是（　　）

• A． A图中a的取值范围为 0≤a＜50
• B． A图中$\frac{n（Mg）}{n（Al）}$的最大值为2.5
• C． 若将关系图改为B图时，则a的取值范围为80＜a＜90
• D． 若将关系图改为C图时，则a的取值范围为75＜a＜90

Answer 1

分析 A．由图象可知，从横坐标80mL到90mL发生反应：Al（OH）₃ +NaOH=NaAlO₂+2H₂O，据此可以求出n（Al（OH）₃），当金属全部是金属铝时剩余的酸最多，a的值为极大值，若酸恰好与合金反应完全，a的值最小，据此判断a得取值范围；
B．当a=0时，沉淀中Mg（OH）₂物质的量最大，进而合金中金属镁的最大量，据此计算该合金中两元素物质的量之比的最大值；
C．采用极值法计算，当没有铝离子时，a值最小，当生成的沉淀全部是氢氧化铝时，a值最大．
D．采用极值法计算，当没有铝离子时，a值最大，当生成的沉淀全部是氢氧化铝时，a值最小．

解答 解：A．从横坐标80mL到90mL发生反应：Al（OH）₃ +NaOH=NaAlO₂+2H₂O，因为此阶段消耗NaOH 10mL，消耗氢氧化钠的物质的量=0.01L×1mol/L=0.01mol，所以n（Al³⁺）=0.01mol，和Al³⁺反应的NaOH为30mL，因为第一阶段和Al³⁺反应的NaOH为30mL，假设无Mg²⁺，a=50，而实际存在Mg²⁺，当没有盐酸剩余时，a=0，所以0≤a＜50，故A正确；
B．当a=0时，沉淀中Mg（OH）₂物质的量最大，沉淀最大时消耗n（NaOH）=0.08L×1mol/L=0.08mol，故根据氢氧根守恒，Mg（OH）₂物质的量最大值=$\frac{0.08mol-0.01mol×3}{2}$=0.025mol，即合金中Mg的最大物质的量为0.025mol，故该合金中镁铝物质的量之比$\frac{n（Mg）}{n（Al）}$的最大值为$\frac{0.025mol}{0.01mol}$=2.5，故B正确；
C．当没有铝离子时，生成的沉淀不和氢氧化钠反应导致a值最小，则a=80；当生成的沉淀全部是氢氧化铝时，氢氧化铝能和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，导致a值最大，生成氢氧化铝沉淀所用的氢氧化钠体积是溶解氢氧化铝所用氢氧化钠体积的3倍，所以溶解氢氧化铝所用氢氧化钠的体积为$\frac{50mL}{3}$=16.7mL，故a=80+16.7=96.7，实际上存在镁离子，所以a的取值范围是80＜a＜96.7，故C错误；
D．当没有铝离子时，生成的沉淀全部是氢氧化镁，氢氧化镁和氢氧化钠不反应，此时a值最大为80；当生成的沉淀全部是氢氧化铝，生成的氢氧化铝又能和氢氧化钠完全转化为偏铝酸钠时a值最小，生成氢氧化铝所用的氢氧化钠与溶解氢氧化铝所用的氢氧化钠的体积之比=3：1，所以a=90-$\frac{90-30}{4}$=67.5，实际上溶液中含有铝离子和镁离子，所以a的取值范围是75＜a＜90，故D正确，
故选C．

点评 本题考查镁铝及其化合物的性质、混合物计算，清楚各阶段发生的反应是关键，注意利用极限法进行解答，难度较大．