问题 选择题

某无色溶液中含有H+、Al3+、Mg2+三种阳离子,逐滴加入0.1moL·L-1 NaOH溶液,消耗NaOH溶液体积(X轴)和生成沉淀(Y轴)之间的函数关系如下图所示,则溶液中H+、Al3+、Mg2+三种阳离子的物质的量浓度之比为(   )

A.1:1:1

B.2:2:1

C.2:1:1

D.1:1:2

答案

答案:B

题目分析::①根据图象知,横坐标为0-10时发生的反应是:盐酸和氢氧化钠的反应 HCl+NaOH=NaCl+H2O,盐酸和氢氧化钠物质的量以1:1反应,由图象的横坐标知,氯离子的物质的量=盐酸的物质的量=氢氧化钠的物质的量=0.1mol/L×(0.010L-0)=0.001mol,即n(H+)=0.001mol;

②当横坐标的数值为60后,随着横坐标数值的增大沉淀的量逐渐减少,说明氢氧化铝和氢氧化钠反应生成了偏铝酸钠,所设n(Mg2+)=xmol,根据镁离子守恒知硫酸镁的物质的量为xmol,n(Al3+)=ymol,再根据铝离子守恒知,以横坐标为10-70时,发生的化学反应是:

2OH-+ Mg2+=Mg(OH)2

2mol  1mol

2xmol  xmol

3OH-+ Al3+=Al(OH)3

3mol 1mol   1mol

3ymol  y    ymol

所以生成沉淀的质量为最大时,氢氧化钠的物质的量为(2x+3y)mol=0.1mol/L×(0.06-0.01)=0.005mol;

③当横坐标的数值为60-70时,沉淀的质量减少,说明氢氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠导致沉淀的质量减少.

所以发生的化学反应方程式为

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,各离子的物质的量浓度之比等于其物质的量之比,即n(H+):n(Mg2+):n(Al3+)=0.001mol:0.001mol:0.0005mol=2:2:1,故选B。

点评:本题考查了根据图象进行有关计算,能根据图象正确判断各拐点之间发生的化学反应是解本题的关键,难度中等。

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