Question

將一定量Mg、Al合金溶于1mol?L^-1的HCl溶液中，然后向所得溶液中滴加1mol?L^-1的NaOH溶液，產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量（n）與滴加的NaOH溶液（mL）體積的關(guān)系如下圖所示．下列分析的結(jié)論中正確的是（　　）

A．溶解“一定量Mg、Al合金”的HCl溶液的體積為80 mL

B．欲給出a的取值范圍尚缺少一個條件

C．無法確定Mg、Al合金中n（Mg）/n（Al）的最大值

D．無法給出實驗中產(chǎn)生H₂的物質(zhì)的量

Answer 1

分析：根據(jù)圖象可知，在滴加NaOH溶液到體積amL過程中，沒有沉淀生成，說明鹽酸有剩余，滴加的NaOH用于中和剩余鹽酸，在amL時，剩余的HCl與滴加的NaOH恰好完全反應(yīng)，溶液是MgCl₂、AlCl₃和NaCl混合液．
繼續(xù)滴加氫氧化鈉溶液，開始生成Mg（OH）₂、Al（OH）₃沉淀，當加入氫氧化鈉溶液80ml時，沉淀量最大，說明氯化鋁、氯化鎂恰好完全反應(yīng)，此時溶液為氯化鈉溶液，根據(jù)鈉離子守恒可知n（NaCl）=n（NaOH）=0.08ml×1mol/L=0.08mol．再繼續(xù)滴加氫氧化鈉，在加入90mol時，沉淀物質(zhì)的量最小，是氫氧化鎂沉淀，所以加入10ml氫氧化鈉溶解氫氧化鋁沉淀，此時溶液為氯化鈉、偏鋁酸鈉溶液，根據(jù)鋁元素、鈉元素守恒可知n（NaAlO₂）=n[Al（OH）₃]=0.01L×1mol/L=0.01mol．所以沉淀量最大時，根據(jù)鋁元素守恒，氫氧化鋁的物質(zhì)的量為0.01mol．
A、當加入氫氧化鈉溶液80ml時，沉淀量最大，說明氯化鋁、氯化鎂恰好完全反應(yīng)，此時溶液為氯化鈉溶液，根據(jù)鈉離子守恒可知n（NaCl）=n（NaOH），根據(jù)氯元素守恒，所以n（HCl）=n（NaCl）；據(jù)此計算判斷．
B、合金的組成可以采用極限假設(shè)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．
C、若假設(shè)鹽酸不剩，即a=0，加入的80ml氫氧化鈉溶液用于沉淀Mg²⁺、Al³⁺，所以沉淀量最大時，合金中鎂元素的物質(zhì)的量最大，結(jié)合氫氧化鋁的物質(zhì)的量，進而確定該合金中兩元素物質(zhì)的量之比的最大值．
D、確定了金屬鎂和金屬鋁的量就可以確定生成氫氣的量．

解答：解：根據(jù)圖象可知，在滴加NaOH溶液到體積amL過程中，沒有沉淀生成，說明鹽酸有剩余，滴加的NaOH用于中和剩余鹽酸，在amL時，剩余的HCl與滴加的NaOH恰好完全反應(yīng)，溶液是MgCl₂、AlCl₃和NaCl混合液．
繼續(xù)滴加氫氧化鈉溶液，開始生成Mg（OH）₂、Al（OH）₃沉淀，當加入氫氧化鈉溶液80ml時，沉淀量最大，說明氯化鋁、氯化鎂恰好完全反應(yīng)，此時溶液為氯化鈉溶液，根據(jù)鈉離子守恒可知n（NaCl）=n（NaOH）=0.08ml×1mol/L=0.08mol．再繼續(xù)滴加氫氧化鈉，在加入90mol時，沉淀物質(zhì)的量最小，是氫氧化鎂沉淀，所以加入10ml氫氧化鈉溶解氫氧化鋁沉淀，此時溶液為氯化鈉、偏鋁酸鈉溶液，根據(jù)鋁元素、鈉元素守恒可知n（NaAlO₂）=n[Al（OH）₃]=0.01L×1mol/L=0.01mol．所以沉淀量最大時，根據(jù)鋁元素守恒，氫氧化鋁的物質(zhì)的量為0.01mol．
A、由分析可知溶液中，n（NaCl）=n（NaOH）=0.08ml×1mol/L=0.08mol，根據(jù)氯元素守恒，所以n（HCl）=n（NaCl）=0.08mol，所以溶解金屬的鹽酸的體積為

0.08mol

1mol/L

=0.08L=80ml，故A正確；
B、假設(shè)鹽酸溶解金屬后不剩，這種情況下，酸恰好與合金反應(yīng)完全，即a=0．通過極值法，當合金中完全是鋁時，因為沉淀Al³⁺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，所以的取值范圍為 0≤a＜50，故B錯誤．
C、若假設(shè)鹽酸不剩，即a=0，加入的80ml氫氧化鈉溶液用于沉淀Mg²⁺、Al³⁺，所以沉淀量最大時，合金中鎂元素的物質(zhì)的量最大，根據(jù)鋁元素守恒，氫氧化鋁的物質(zhì)的量為0.01mol，根據(jù)氫氧根守恒可知沉淀中含有氫氧根n（OH-）=n（NaOH）=0.08ml×1mol/L=0.08mol，所以氫氧化鎂沉淀為

0.08mol-0.01mol×3

2

=0.025mol，所以該合金中鎂鋁兩元素物質(zhì)的量之比的最大值為2.5，故C錯誤；
D、由上述分析可知，金屬鎂的量不確定，無法判斷生成氫氣的量的多少，故D正確．
故選：AD．

點評：考查鎂、鋁化合物混合的有關(guān)計算，難度中等，清楚反應(yīng)過程是解題關(guān)鍵，根據(jù)圖象分析，明確每一段圖象發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)、知道拐點代表的含義及溶液中溶質(zhì)的成分，結(jié)合方程式對有關(guān)問題進行分析．注意守恒思想的運用，使計算簡化．