Question

【題目】某無色溶液中含有H+、Al3+、Mg2+三種陽離子，逐滴加入0.1moL·L-1NaOH溶液，消耗NaOH溶液體積（X軸）和生成沉淀（Y軸）之間的函數(shù)關(guān)系如下圖所示，則溶液中H+、Al3+、Mg2+三種陽離子的物質(zhì)的量濃度之比為（ ）

A. 1:1:1 B. 2:2:1 C. 2:1:1 D. 1:1:2

Answer 1

【答案】B

【解析】試題分析：：①根據(jù)圖象知，橫坐標(biāo)為0-10時發(fā)生的反應(yīng)是：鹽酸和氫氧化鈉的反應(yīng) HCl+NaOH=NaCl+H2O，鹽酸和氫氧化鈉物質(zhì)的量以1：1反應(yīng)，由圖象的橫坐標(biāo)知，氯離子的物質(zhì)的量=鹽酸的物質(zhì)的量=氫氧化鈉的物質(zhì)的量=0.1mol/L×（0.010L-0）=0.001mol，即n（H+）=0.001mol；

②當(dāng)橫坐標(biāo)的數(shù)值為60后，隨著橫坐標(biāo)數(shù)值的增大沉淀的量逐漸減少，說明氫氧化鋁和氫氧化鈉反應(yīng)生成了偏鋁酸鈉，所設(shè)n（Mg2+）=xmol，根據(jù)鎂離子守恒知硫酸鎂的物質(zhì)的量為xmol，n（Al3+）=ymol，再根據(jù)鋁離子守恒知，以橫坐標(biāo)為10-70時，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是：

2OH-+ Mg2+=Mg（OH）2 ↓

2mol 1mol

2xmol xmol

3OH-+ Al3+=Al（OH）3↓

3mol 1mol 1mol

3ymol y ymol

所以生成沉淀的質(zhì)量為最大時，氫氧化鈉的物質(zhì)的量為（2x+3y）mol=0.1mol/L×（0.06-0.01）=0.005mol；

③當(dāng)橫坐標(biāo)的數(shù)值為60-70時，沉淀的質(zhì)量減少，說明氫氧化鋁和氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉導(dǎo)致沉淀的質(zhì)量減少．

所以發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為

Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O

1mol 1mol

ymol 0.1mol/L×（0.07-0.06）L

y=0.001

（2x+y）mol=0.001mol，所以x=0.0005

故n（Mg2+）=xmol=0.001mol，n（Al3+）=ymol=0.001mol

在同一溶液中，各離子的物質(zhì)的量濃度之比等于其物質(zhì)的量之比，即n（H+）：n（Mg2+）：n（Al3+）=0.001mol：0.001mol：0.0005mol=2：2：1，故選B。