Question

向一定量的Mg²⁺、NH₄⁺、Al³⁺混合溶液中加入Na₂O₂的量與生成沉淀和氣體的量（縱坐標）的關系如圖所示，則溶液中NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺三種離子的物質的量之比為（　�。�

A．1：1：2

B．2：1：2

C．2：2：1

D．9：2：4

Answer 1

分析：由圖可知，沉淀最大時是氫氧化鎂、氫氧化鋁沉淀，且n[Mg（OH）₂]+n[Al（OH）₃]=0.3mol，沉淀最小時，為氫氧化鎂，故n[Mg（OH）₂]=0.1mol，據此計算n[Al（OH）₃]，根據鎂元素可知原溶液中n（Mg²⁺）=n[Mg（OH）₂]，根據鋁元素守恒可知n（Al³⁺）=n[Al（OH）₃]；
生成的氣體為氨氣與氧氣，由圖可知溶液加入0.4molNa₂O₂以后，再加Na₂O₂，氣體的增加量增大，故加入0.4molNa₂O₂時，氣體的物質的量為0.2mol，為氧氣，NH₄⁺沒有參加反應，沉淀達最大值，故溶液中Mg²⁺、Al³⁺都恰好完全反應，從0.4mol到0.5mol時，沉淀的量不變，發(fā)生反應2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂，NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂O，根據該階段消耗的過氧化鈉計算溶液中n（NH₄⁺），據此解答．

解答：解：由圖可知，沉淀最大時是氫氧化鎂、氫氧化鋁沉淀，且n[Mg（OH）₂]+n[Al（OH）₃]=0.3mol，沉淀最小時，為氫氧化鎂，故n[Mg（OH）₂]=0.1mol，故n[Al（OH）₃]=0.3mol-0.1mol=0.2mol，根據鎂元素可知原溶液中n（Mg²⁺）=n[Mg（OH）₂]=0.1mol，根據鋁元素守恒可知n（Al³⁺）=n[Al（OH）₃]=0.2mol，
生成的氣體為氨氣與氧氣，由圖可知溶液加入0.4molNa₂O₂以后，再加Na₂O₂，氣體的增加量增大，故加入0.4molNa₂O₂時，氣體的物質的量為0.2mol，為氧氣，NH₄⁺沒有參加反應，沉淀達最大值，故溶液中Mg²⁺、Al³⁺都恰好完全反應，從0.4mol到0.5mol時，沉淀的量不變，發(fā)生反應2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂，NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂O，0.1molNa₂O₂與水反應生成0.2molNaOH，故溶液中n（NH₄⁺）=0.2mol，
所以溶液中n（NH₄⁺）：n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）=0.2mol：0.1mol：0.2mol=2：1：2，
故選B．

點評：考查鎂鋁及其化合物的性質、化學圖象計算等，難度中等，掌握鎂鋁及其化合物的性質理清各階段發(fā)生的反應是解題關鍵，注意根據沉淀的量計算溶液中n（Mg²⁺）、n（Al³⁺）．