Question

7．在100ml含Cu²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、H⁺、NO₃^-的溶液中，逐滴加入2.5mol•L^-1NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积（ml）与产生沉淀的物质的量（mol）关系如图所示．下列叙述正确的是（　　）

• A． x-y=2×10^-3mol
• B． 原溶液的pH=2
• C． 原溶液中n（Cu²⁺）=0.025mol
• D． 原溶液中c（NH₄⁺）=7.5×10^-3mol•L^-1

Answer 1

分析 在100mL含Cu²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、H⁺、Cl^-等离子的溶液中，逐滴加入2.5mol•L^-1的NaOH溶液，加入4mLNaOH溶液时没有沉淀生成，说明H⁺先和NaOH反应，则溶液中含有H⁺，c（H⁺）=$\frac{0.004L×2.5mol/L}{0.1}$=0.1mol/L，继续滴加NaOH溶液，沉淀的量逐渐增大，30mLNaOH溶液后，继续滴加NaOH溶液，沉淀的物质的量不变，则溶液中含有NH₄⁺，则c（NH₄⁺）=$\frac{（0.033-0.03）L×2.5mol/L}{0.1L}$=0.075mol/L，继续滴加NaOH，沉淀溶解，35mLNaOH后，沉淀不溶解，说明溶液中含有Cu²⁺、Al³⁺，根据Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O知，生成氢氧化铝沉淀和生成偏铝酸根离子需要氢氧化钠体积之比为3：1，则生成氢氧化铝沉淀需要NaOH体积=（35-33）mL×3=6mL，则生成氢氧化铜需要NaOH体积=（30-4mL）-6mL=20mL，
则c（Cu²⁺）=$\frac{\frac{0.02L×2.5mol/L}{2}}{0.1L}$=0.25mol/L，c（Al³⁺）=$\frac{0.002L×2.5mol/L}{0.1L}$=0.05mol/L，
溶液中存在电荷守恒，根据电荷守恒得3c（Al³⁺）+2c（Cu²⁺）+C（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）=[3×0.05+2×0.25+0.075+0.1]mol/L=0.825mol/L，据此分析解答

解答 解：在100mL含Cu²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、H⁺、Cl^-等离子的溶液中，逐滴加入2.5mol•L^-1的NaOH溶液，加入4mLNaOH溶液时没有沉淀生成，说明H⁺先和NaOH反应，则溶液中含有H⁺，c（H⁺）=$\frac{0.004L×2.5mol/L}{0.1}$=0.1mol/L，继续滴加NaOH溶液，沉淀的量逐渐增大，30mLNaOH溶液后，继续滴加NaOH溶液，沉淀的物质的量不变，则溶液中含有NH₄⁺，则c（NH₄⁺）=$\frac{（0.033-0.03）L×2.5mol/L}{0.1L}$=0.075mol/L，继续滴加NaOH，沉淀溶解，35mLNaOH后，沉淀不溶解，说明溶液中含有Cu²⁺、Al³⁺，根据Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O知，生成氢氧化铝沉淀和生成偏铝酸根离子需要氢氧化钠体积之比为3：1，则生成氢氧化铝沉淀需要NaOH体积=（35-33）mL×3=6mL，则生成氢氧化铜需要NaOH体积=（30-4mL）-6mL=20mL，
则c（Cu²⁺）=$\frac{\frac{0.02L×2.5mol/L}{2}}{0.1L}$=0.25mol/L，c（Al³⁺）=$\frac{0.002L×2.5mol/L}{0.1L}$=0.05mol/L，
溶液中存在电荷守恒，根据电荷守恒得3c（Al³⁺）+2c（Cu²⁺）+C（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）=[3×0.05+2×0.25+0.075+0.1]mol/L=0.825mol/L，
A．x为Al（OH）₃、Cu（OH）₂的物质的量，y为Cu（OH）₂的物质的量，二者的差为Al（OH）₃的物质的量=0.05mol/L×0.2L=0.01mol，故A错误；
B．通过分析知，c（H⁺）=$\frac{0.004L×2.5mol/L}{0.1}$=0.1mol/L，所以pH=1，故B错误；
C．原溶液中n（Cu²⁺）=0.25mol/L×0.1L=0.025mol，故C正确；
D．通过以上分析知，c（NH₄⁺）=$\frac{（0.033-0.03）L×2.5mol/L}{0.1L}$=0.075mol/L，故D错误；
故选C．

点评 本题考查物质之间的反应，明确离子反应先后顺序是解本题关键，知道铝离子转化为氢氧化铝沉淀、偏铝酸钠时消耗NaOH的体积之比，结合电荷守恒解答，题目难度中等．