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12.將一塊鎂鋁的合金投入1mo1•L-1的一定體積的稀鹽酸中,待合金完全溶解后,往溶液里滴入1mo1•L-1的NaOH溶液,生成沉淀物質的量與加入NaOH溶液體積(單位mL)的關系如圖.下列說法中不正確的是( 。
A.由圖可以確定該鎂鋁合金中鋁的質量為0.27g
B.當滴入1mo1•L-1的NaOH溶液85mL時,所得沉淀為Mg(OH)2和Al(OH)3
C.由圖可以確定a的取值范圍為:0≤a≤50
D.由圖可以確定該合金中鎂鋁物質的量之比0<$\frac{n(Mg)}{n(AI)}$<2.5

分析 由圖可知,0~amL首先發(fā)生的反應是中和過量的酸:H++OH-=H2O,amL~8mL是沉淀兩種金屬離子:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓、Al3++3OH-=Al(OH)3↓,80mL~90mL是Al(OH)3的溶解:Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-,
A.根據n=cV計算n(NaOH),根據方程式計算n[Al(OH)3],根據鋁原子守恒結合m=nM計算Al的質量;
B.NaOH溶液85mL時,Al(OH)3部分溶解;
C.當a=0時,沉淀中Mg(OH)2物質的量最大,進而合金中金屬鎂的最大量,據此計算該合金中兩元素物質的量之比的最大值;
D.采用極限假設法,當金屬全部是金屬鋁時剩余的酸最多,a的值最大來判斷a得取值范圍.

解答 解:由圖可知,0~amL首先發(fā)生的反應是中和過量的酸:H++OH-=H2O,amL~8mL是沉淀兩種金屬離子:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓、Al3++3OH-=Al(OH)3↓,80mL~90mL是Al(OH)3的溶解:Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-,
A.從橫坐標80mL到90mL這段,消耗n(NaOH)=0.01L×1mol/L=0.01mol,由Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-可知n(Al(OH)3)=0.01mol,再根據Al原子守恒得n(Al)=n(Al(OH)3)=0.01mol,故m(Al)=0.01mol×27g/mol=0.27g,故A正確;
B.加入NaOH溶液85mL時,只有5mL用于氫氧化鋁的溶解,由圖可知氫氧化鋁完全溶解需要10mLNaOH溶液,故Al(OH)3部分溶解,故所得沉淀的成分為Mg(OH)2和Al(OH)3,故B正確;
C.假設鹽酸溶解金屬后不剩,酸恰好與合金反應完全,即a=0,通過極值法,當合金中完全是鋁時,剩余鹽酸最大,a值最大,沉淀0.01molAl3+需要NaOH溶液的體積為30mL,從圖可知,中和過量的酸所消耗的堿液體積最大為50mL,由于金屬為混合物,所以的取值范圍為 0≤a<50,故C錯誤;
D.當a=0時,沉淀中Mg(OH)2物質的量最大,沉淀最大時消耗n(NaOH)=0.08L×1mol/L=0.08mol,故根據氫氧根守恒,Mg(OH)2物質的量最大值=$\frac{0.08mol-0.01mol×3}{2}$=0.025mol,即合金中Mg的最大物質的量為0.025mol,故該合金中鎂鋁物質的量之比$\frac{n(Mg)}{n(Al)}$的最大值為$\frac{0.025mol}{0.01mol}$=2.5,故0<$\frac{n(Mg)}{n(AI)}$<2.5,故D正確;
故選C.

點評 本題以圖象形式考查了鎂鋁的性質、混合物反應的計算等知識,題目難度中等,明確圖象中各個階段發(fā)生的反應是解本題關鍵,明確極值法在化學計算中的應用.

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