Question

4．某一固体物质可能由NaOH、AlCl₃、MgCl₂中的几种组成，取一定量该固体物质溶于水，有沉淀产生，在所得悬浊液中逐滴加入5mol/L的盐酸，如图表示沉淀量随盐酸加入量的变化关系，图中M点表示已加入的盐酸的体积，则M点的体积是（　　）

• A． 70 mL
• B． 100 mL
• C． 120 mL
• D． 130 mL

Answer 1

分析 逐滴加入1mol/L盐酸，由加入盐酸的体积和生成沉淀的质量关系图分析：
①0-10mL，随盐酸的体积增加，生成沉淀的质量不变，则盐酸和氢氧化钠中和，说明该过程产生的沉淀是Mg（OH）₂，n[Mg（OH）₂]=0.1mol，
NaOH、AlCl₃、MgCl₂组成的混合物，溶于足量水发生反应是：MgCl₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2NaCl；AlCl₃+4NaOH=NaAlO₂+3NaCl+2H₂O，NaOH有剩余，溶液是NaCl、NaAlO₂和NaOH的混合液，该阶段发生反应是：NaOH+HCl=NaCl+H₂O；
②10mL处，加入10ml盐酸刚好中和未反应的NaOH，溶液为NaCl、NaAlO₂；
③10mL-30mL，随盐酸的体积增加，生成沉淀的质量增加，该阶段发生反应是：NaAlO₂+HCl+H₂O=Al（OH）₃↓+NaCl，离子方程式是：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓
④30mL处，NaAlO₂与盐酸恰好反应，需盐酸体积为：30mL-10mL=20mL，沉淀质量达到最大，溶液为NaCl溶液；
⑤30mL-M点，随盐酸的体积增加，沉淀的质量减少，发生反应是：Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O；Al（OH）₃+3HCl=AlCl₃+3H₂O；
⑥M点，Mg（OH）₂和Al（OH）₃完全反应，溶液为MgCl₂、AlCl₃和NaCl混合液，然后结合方程式、原子守恒求出各个物理量，最后根据V=$\frac{n}{c}$计算出M点盐酸的体积．

解答 解：向所得浊液中，逐滴加入1mol/L盐酸，由加入盐酸的体积和生成沉淀的质量关系图分析：
①0-10mL，随盐酸的体积增加，生成沉淀的质量不变，则盐酸和氢氧化钠中和，说明该过程产生的沉淀是Mg（OH）₂，n[Mg（OH）₂]=0.1mol，
NaOH、AlCl₃、MgCl₂组成的混合物，溶于足量水发生反应是：MgCl₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2NaCl；AlCl₃+4NaOH=NaAlO₂+3NaCl+2H₂O，NaOH有剩余，溶液是NaCl、NaAlO₂和NaOH的混合液，该阶段发生反应是：NaOH+HCl=NaCl+H₂O；
②10mL处，加入10ml盐酸刚好中和未反应的NaOH，溶液为NaCl、NaAlO₂；
③10mL-30mL，随盐酸的体积增加，生成沉淀的质量增加，该阶段发生反应是：NaAlO₂+HCl+H₂O=Al（OH）₃↓+NaCl，离子方程式是：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓
④30mL处，NaAlO₂与盐酸恰好反应，需盐酸体积为：30mL-10mL=20mL，沉淀质量达到最大，溶液为NaCl溶液；
⑤30mL-M点，随盐酸的体积增加，沉淀的质量减少，发生反应是：Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O；Al（OH）₃+3HCl=AlCl₃+3H₂O；
⑥M点，Mg（OH）₂和Al（OH）₃完全反应，溶液为MgCl₂、AlCl₃和NaCl混合液，
选30mL处，计算NaOH的质量，此时溶液为NaCl溶液，溶液中Cl^-来源于原混合物中的AlCl₃、MgCl₂和加入的30mLHCl，溶液中Na⁺来源于原混合物中的NaOH．
        NaAlO₂ +HCl+H₂O=Al（OH）₃↓+NaCl
     0.1mol  0.02L×5mol/L
由Al原子守恒得原混合物中：n（AlCl₃）=n（NaAlO₂）=0.1mol
由Mg原子守恒得原混合物中：n（MgCl₂）=n[Mg（OH）₂]=0.1mol，
由Na⁺离子和Cl^-离子守恒得，原混合物中：n（NaOH）=n（NaCl）=n（Cl^-）=2n（MgCl₂）+3n（AlCl₃）+n（HCl）=0.1mol×2+0.1mol×3+0.03L×5mol/L=0.65mol
M点溶液为MgCl₂、AlCl₃和NaCl混合液，M点所加盐酸用于中和原混合物中的NaOH，此时所加盐酸物质的量：n（HCl）=n（NaOH）=0.65mol，
所以M点所表示盐酸的体积为：V=$\frac{0.65mol}{5mol/L}$=0.13L=130mL，
故选D．

点评 本题考查了有关方程式的计算，题目难度中等，注意把握各段发生的反应，对于图象分析题的解题规律：要明确每一段图象发生的化学反应、知道拐点代表的含义及溶液中溶质的成分，结合方程式对有关问题进行分析．