Question

8．在200mL含Mg²⁺、Al³⁺、NH₄^-、H⁺、Cl^-等离子的溶液中，逐滴加入4mol/LNaOH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． .原溶液的c（H⁺）=0.08mol/L
• B． 原溶液中n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）=10：1
• C． x与y的差值为0.01mol
• D． 原溶液中c（Cl^-）=0.066mol/L

Answer 1

分析 由给出的离子在滴入NaOH溶液时发生H⁺+OH^-═H₂O，Mg²⁺、Al³⁺结合OH^-生成沉淀，NH₄⁺与OH^-反应，氢氧化铝与OH^-反应而溶解，并结合图象可知，0～4mL时发生酸碱中和，4mL～30mL发生Mg²⁺、Al³⁺结合OH^-生成沉淀的反应，30mL～33mL发生NH₄⁺与OH^-反应，33mL～35mL发生氢氧化铝的溶解反应，然后利用离子反应方程式来计算解答．

解答 解：在200mL含Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、H⁺、Cl^-等离子的溶液中，逐滴加入4mol•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⁺）=$\frac{0.004L×4mol/L}{0.2L}$=0.08mol/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⁺）=$\frac{（0.033-0.03）×4mol/L}{0.2L}$=0.06mol/L，继续滴加NaOH，沉淀溶解，35mLNaOH后，沉淀不溶解，说明溶液中含有Mg²⁺、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，则生成氢氧化镁需要NaOH体积=（30-4mL）-6mL=20mL，
则c（Mg²⁺）=$\frac{0.02L×4mol/L×\frac{1}{2}}{0.2L}$=0.2mol/L，c（Al³⁺）=$\frac{0.006L×4mol/L×\frac{1}{3}}{0.2L}$=0.04mol/L，
溶液中存在电荷守恒，根据电荷守恒得3c（Al³⁺）+2c（Mg²⁺）+C（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）=[3×0.04+2×0.2+0.06+0.08]mol/L=0.66mol/L，
A．由分析可知，原溶液的c（H⁺）=0.08mol/L，故A正确；
B．原溶液中n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）=0.2：0.04=5：1，故B错误；
C．x为Al（OH）₃、Mg（OH）₂的物质的量，y为Mg（OH）₂的物质的量，二者的差为Al（OH）₃的物质的量=0.04mol/L×0.2L=0.008mol，故C错误；
D．由分析可知，原溶液中c（Cl^-）=0.66mol/L，故D错误；
故选A．

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．