Question

向混有一定量鹽酸的硫酸鋁和硫酸鎂混合溶液中，逐滴加入 2mol/L的NaOH 溶液，
所生成沉淀W g 與加入 NaOH 溶液的體積V mL如圖所示，則原混合溶液中c（Cl^-）、c（Al³⁺）、c（Mg²⁺）之比為（ ）

A．1：3：1
B．1：2：1
C．1：1：1
D．1：1：2

Answer 1

【答案】分析：根據(jù)圖象知，橫坐標(biāo)為0-10時(shí)發(fā)生的反應(yīng)是：鹽酸和氫氧化鈉的反應(yīng)；橫坐標(biāo)為10-60時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是：氫氧化鈉和硫酸鋁、硫酸鎂反應(yīng)，沉淀為增大值，沉淀為氫氧化鋁和氫氧化鎂；橫坐標(biāo)為60-70時(shí)，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是：氫氧化鋁和氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，沉淀為氫氧化鎂．
解答：解：①根據(jù)圖象知，橫坐標(biāo)為0-10時(shí)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=2mol/L×（0.010L-0）=0.02mol，即n（Cl^-）=0.02mol；
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，硫酸鋁的物質(zhì)的量為mol．
以橫坐標(biāo)為10-70時(shí)，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是：
2NaOH+MgSO₄=Mg（OH）₂ ↓+Na₂SO₄
2mol  1mol
2xmol xmol
6NaOH+Al₂（SO₄）₃=2Al（OH）₃↓+3Na₂SO₄
6mol   1mol      2mol
3ymol  mol．ymol
所以生成沉淀的質(zhì)量為最大時(shí)，氫氧化鈉的物質(zhì)的量為（2x+3y）mol=2mol/L×（0.06-0.01）=0.1mol；
③當(dāng)橫坐標(biāo)的數(shù)值為60-70時(shí)，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         2mol/L×（0.07-0.06）L
y=0.02
（2x+3y）mol=0.1mol，所以x=0.02
故n（Mg²⁺）=xmol=0.02mol，n（Al³⁺）=ymol=0.02mol
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（Cl-）：n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）=0.02mol：0.02mol：0.02mol=1：1：1，故選C．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了根據(jù)圖象進(jìn)行有關(guān)計(jì)算，能根據(jù)圖象正確判斷各拐點(diǎn)之間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是解本題的關(guān)鍵，難度不大．