Question

7．在100ml含Cu²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、H⁺、NO₃^-的溶液中，逐滴加入2.5mol•L^-1NaOH溶液，所加NaOH溶液的體積（ml）與產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量（mol）關(guān)系如圖所示．下列敘述正確的是（　�。�

• A． x-y=2×10^-3mol
• B． 原溶液的pH=2
• C． 原溶液中n（Cu²⁺）=0.025mol
• D． 原溶液中c（NH₄⁺）=7.5×10^-3mol•L^-1

Answer 1

分析 在100mL含Cu²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、H⁺、Cl^-等離子的溶液中，逐滴加入2.5mol•L^-1的NaOH溶液，加入4mLNaOH溶液時(shí)沒有沉淀生成，說(shuō)明H⁺先和NaOH反應(yīng)，則溶液中含有H⁺，c（H⁺）=$\frac{0.004L×2.5mol/L}{0.1}$=0.1mol/L，繼續(xù)滴加NaOH溶液，沉淀的量逐漸增大，30mLNaOH溶液后，繼續(xù)滴加NaOH溶液，沉淀的物質(zhì)的量不變，則溶液中含有NH₄⁺，則c（NH₄⁺）=$\frac{（0.033-0.03）L×2.5mol/L}{0.1L}$=0.075mol/L，繼續(xù)滴加NaOH，沉淀溶解，35mLNaOH后，沉淀不溶解，說(shuō)明溶液中含有Cu²⁺、Al³⁺，根據(jù)Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O知，生成氫氧化鋁沉淀和生成偏鋁酸根離子需要?dú)溲趸�鈉體積之比為3：1，則生成氫氧化鋁沉淀需要NaOH體積=（35-33）mL×3=6mL，則生成氫氧化銅需要NaOH體積=（30-4mL）-6mL=20mL，
則c（Cu²⁺）=$\frac{\frac{0.02L×2.5mol/L}{2}}{0.1L}$=0.25mol/L，c（Al³⁺）=$\frac{0.002L×2.5mol/L}{0.1L}$=0.05mol/L，
溶液中存在電荷守恒，根據(jù)電荷守恒得3c（Al³⁺）+2c（Cu²⁺）+C（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）=[3×0.05+2×0.25+0.075+0.1]mol/L=0.825mol/L，據(jù)此分析解答

解答 解：在100mL含Cu²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、H⁺、Cl^-等離子的溶液中，逐滴加入2.5mol•L^-1的NaOH溶液，加入4mLNaOH溶液時(shí)沒有沉淀生成，說(shuō)明H⁺先和NaOH反應(yīng)，則溶液中含有H⁺，c（H⁺）=$\frac{0.004L×2.5mol/L}{0.1}$=0.1mol/L，繼續(xù)滴加NaOH溶液，沉淀的量逐漸增大，30mLNaOH溶液后，繼續(xù)滴加NaOH溶液，沉淀的物質(zhì)的量不變，則溶液中含有NH₄⁺，則c（NH₄⁺）=$\frac{（0.033-0.03）L×2.5mol/L}{0.1L}$=0.075mol/L，繼續(xù)滴加NaOH，沉淀溶解，35mLNaOH后，沉淀不溶解，說(shuō)明溶液中含有Cu²⁺、Al³⁺，根據(jù)Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O知，生成氫氧化鋁沉淀和生成偏鋁酸根離子需要?dú)溲趸�鈉體積之比為3：1，則生成氫氧化鋁沉淀需要NaOH體積=（35-33）mL×3=6mL，則生成氫氧化銅需要NaOH體積=（30-4mL）-6mL=20mL，
則c（Cu²⁺）=$\frac{\frac{0.02L×2.5mol/L}{2}}{0.1L}$=0.25mol/L，c（Al³⁺）=$\frac{0.002L×2.5mol/L}{0.1L}$=0.05mol/L，
溶液中存在電荷守恒，根據(jù)電荷守恒得3c（Al³⁺）+2c（Cu²⁺）+C（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）=[3×0.05+2×0.25+0.075+0.1]mol/L=0.825mol/L，
A．x為Al（OH）₃、Cu（OH）₂的物質(zhì)的量，y為Cu（OH）₂的物質(zhì)的量，二者的差為Al（OH）₃的物質(zhì)的量=0.05mol/L×0.2L=0.01mol，故A錯(cuò)誤；
B．通過分析知，c（H⁺）=$\frac{0.004L×2.5mol/L}{0.1}$=0.1mol/L，所以pH=1，故B錯(cuò)誤；
C．原溶液中n（Cu²⁺）=0.25mol/L×0.1L=0.025mol，故C正確；
D．通過以上分析知，c（NH₄⁺）=$\frac{（0.033-0.03）L×2.5mol/L}{0.1L}$=0.075mol/L，故D錯(cuò)誤；
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)之間的反應(yīng)，明確離子反應(yīng)先后順序是解本題關(guān)鍵，知道鋁離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀、偏鋁酸鈉時(shí)消耗NaOH的體積之比，結(jié)合電荷守恒解答，題目難度中等．