Question

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

A．1:1:1

B．2:2:1

C．2:1:1

D．1:1:2

Answer 1

B

解析試題分析：：①根據圖象知，橫坐標為0-10時發生的反應是：鹽酸和氫氧化鈉的反應 HCl+NaOH=NaCl+H₂O，鹽酸和氫氧化鈉物質的量以1：1反應，由圖象的橫坐標知，氯離子的物質的量=鹽酸的物質的量=氫氧化鈉的物質的量=0.1mol/L×（0.010L-0）=0.001mol，即n（H⁺）=0.001mol；
②當橫坐標的數值為60后，隨著橫坐標數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生成了偏鋁酸鈉，所設n（Mg²⁺）=xmol，根據鎂離子守恒知硫酸鎂的物質的量為xmol，n（Al³⁺）=ymol，再根據鋁離子守恒知，以橫坐標為10-70時，發生的化學反應是：
2OH^-+ Mg²⁺=Mg（OH）₂ ↓
2mol  1mol
2xmol  xmol
3OH^-+ Al³⁺=Al（OH）₃↓
3mol 1mol   1mol
3ymol  y    ymol
所以生成沉淀的質量為最大時，氫氧化鈉的物質的量為（2x+3y）mol=0.1mol/L×（0.06-0.01）=0.005mol；
③當橫坐標的數值為60-70時，沉淀的質量減少，說明氫氧化鋁和氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉導致沉淀的質量減少．
所以發生的化學反應方程式為
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，各離子的物質的量濃度之比等于其物質的量之比，即n（H⁺）：n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）=0.001mol：0.001mol：0.0005mol=2：2：1，故選B。
考點：鎂、鋁的重要化合物 化學方程式的有關計算
點評：本題考查了根據圖象進行有關計算，能根據圖象正確判斷各拐點之間發生的化學反應是解本題的關鍵，難度中等。