Question

18．在200mL含Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、H⁺、Cl^-等離子的溶液中，逐滴加入5mol/L的氫氧化鈉溶液，所加氫氧化鈉溶液的體積（mL）與產生沉淀的物質的量（mol）關系如右圖所示．下列敘述不正確的是（　�。�

• A． 原溶液中c（H⁺）=0.1mol/L
• B． x與y的差值為0.01 mol
• C． 原溶液中c（Cl^-）=0.75 mol/L
• D． 原溶液中n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）=5：1

Answer 1

分析 在200mL含Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、H⁺、Cl^-等離子的溶液中，逐滴加入5mol•L^-1的NaOH溶液，加入4mLNaOH溶液時沒有沉淀生成，說明H⁺先和NaOH反應，則溶液中含有H⁺，c（H⁺）=$\frac{0.004L×5mol/L}{0.2L}$=0.1mol/L，繼續(xù)滴加NaOH溶液，沉淀的量逐漸增大，30mLNaOH溶液后，繼續(xù)滴加NaOH溶液，沉淀的物質的量不變，則溶液中含有NH₄⁺，則C（NH₄⁺）=$\frac{（0.033-0.03）L×5mol/L}{0.2L}$=0.075mol/L，繼續(xù)滴加NaOH，沉淀溶解，35mLNaOH后，沉淀不溶解，說明溶液中含有Mg²⁺、Al³⁺，根據Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O知，生成氫氧化鋁沉淀和生成偏鋁酸根離子需要氫氧化鈉體積之比為3：1，則生成氫氧化鋁沉淀需要NaOH體積=（35-33）mL×3=6mL，則生成氫氧化鎂需要NaOH體積=（30-4mL）-6mL=20mL，
則c（Mg²⁺）=$\frac{\frac{0.02L×5mol/L}{2}}{0.2L}$=0.25mol/L，c（Al³⁺）=$\frac{0.002L×5mol/L}{0.2L}$=0.05mol/L，
溶液中存在電荷守恒，根據電荷守恒得3c（Al³⁺）+2c（Mg²⁺）+C（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）=[3×0.05+2×0.25+0.075+0.1]mol/L=0.825mol/L，據此分析解答

解答 解：在200mL含Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、H⁺、Cl^-等離子的溶液中，逐滴加入5mol•L^-1的NaOH溶液，加入4mLNaOH溶液時沒有沉淀生成，說明H⁺先和NaOH反應，則溶液中含有H⁺，c（H⁺）=$\frac{0.004L×5mol/L}{0.2L}$=0.1mol/L，繼續(xù)滴加NaOH溶液，沉淀的量逐漸增大，30mLNaOH溶液后，繼續(xù)滴加NaOH溶液，沉淀的物質的量不變，則溶液中含有NH₄⁺，則C（NH₄⁺）=$\frac{（0.033-0.03）L×5mol/L}{0.2L}$=0.075mol/L，繼續(xù)滴加NaOH，沉淀溶解，35mLNaOH后，沉淀不溶解，說明溶液中含有Mg²⁺、Al³⁺，根據Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O知，生成氫氧化鋁沉淀和生成偏鋁酸根離子需要氫氧化鈉體積之比為3：1，則生成氫氧化鋁沉淀需要NaOH體積=（35-33）mL×3=6mL，則生成氫氧化鎂需要NaOH體積=（30-4mL）-6mL=20mL，
則c（Mg²⁺）=$\frac{\frac{0.02L×5mol/L}{2}}{0.2L}$=0.25mol/L，c（Al³⁺）=$\frac{0.002L×5mol/L}{0.2L}$=0.05mol/L，
溶液中存在電荷守恒，根據電荷守恒得3c（Al³⁺）+2c（Mg²⁺）+C（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）=[3×0.05+2×0.25+0.075+0.1]mol/L=0.825mol/L，
A．通過分析知，c（H⁺）=0.1mol/L，故A正確；
B．x為Al（OH）₃、Mg（OH）₂的物質的量，y為Mg（OH）₂的物質的量，二者的差為Al（OH）₃的物質的量=0.05mol/L×0.2L=0.01mol，故B正確；
C．原來溶液中c（Cl^-）=0.825mol/L，故C錯誤；
D．通過以上分析知，c（Mg²⁺）=0.25mol/L，c（Al³⁺）=0.05mol/L，同一溶液中體積相等，其物質的量之比等于物質的量濃度之比=0.25mol/L：0.05mol/L=5：1，故D正確；
故選C．

點評 本題考查物質之間的反應，明確離子反應先后順序是解本題關鍵，知道鋁離子轉化為氫氧化鋁沉淀、偏鋁酸鈉時消耗NaOH的體積之比，結合電荷守恒解答，題目難度中等．