Question

把一塊鎂鋁合金投入到1mol/L HCl溶液里，待合金完全溶解后，再往溶液里加入1mol/L NaOH溶液，生成沉淀的物質的量隨加入NaOH溶液體積變化的關系如圖所示．下列說法中錯誤的是（　　）

A．HCl溶液的體積為80 mL

B．a的取值范圍為0≤a＜50

C．當a值為30時，b值為0.01

D．當a值為10時，b值為0.03

Answer 1

分析：根據圖可知，首先發生的反應是中和過量的酸：H⁺+OH^-=H₂O，然后是沉淀兩種金屬離子：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，最后是Al（OH）₃的溶解：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，從橫坐標80mL到90mL這段可以求出n（Al（OH）₃）=0.01mol，則n（Al）=n（Al（OH）₃）=0.01mol，所以Al³⁺消耗的NaOH溶液的體積為

0.01mol×3

1mol/L

=0.03l=30mL．
A、沉淀量最大時，溶液溶質為NaCl，此時加入1mol/L NaOH溶液的體積為80mL，根據氯離子、鈉離子守恒可知n（HCl）=n（NaCl）=n（NaOH），計算出80mLNaOH溶液中n（NaOH），據此計算HCl溶液的體積．
B、由圖象可知從橫坐標80mL到90mL這段可以求出n（Al（OH）₃）=0.01mol，合金的組成可以采用極限假設法，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、a=30時，和Mg²⁺反應的NaOH溶液為20ml，此時n（Mg²⁺）=0.01mol，b為氫氧化鎂與氫氧化鋁之和，b=n（Mg²⁺）+n（Al³⁺）．
D、a=10時，和Mg²⁺反應的NaOH溶液為（80-10-30）=40ml，此時n（Mg²⁺）=0.02mol，b=n（Mg²⁺）+n（Al³⁺）．

解答：解：根據圖可知，首先發生的反應是中和過量的酸：H⁺+OH^-=H₂O，然后是沉淀兩種金屬離子：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，最后是Al（OH）₃的溶解：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，從橫坐標80mL到90mL這段可以求出n（Al（OH）₃）=0.01mol，則n（Al）=n（Al（OH）₃）=0.01mol，所以Al³⁺消耗的NaOH溶液的體積為

0.01mol×3

1mol/L

=0.03l=30mL．
A、沉淀量最大時，溶液溶質為NaCl，此時加入1mol/L NaOH溶液的體積為80mL，根據氯離子、鈉離子守恒可知n（HCl）=n（NaCl）=n（NaOH），所以V（HCl）×1mol/L=1mol/L×80mL，所以V（HCl）=80mL，故A正確；
B、假設鹽酸溶解金屬后不剩，這種情況下，酸恰好與合金反應完全，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，但是假設不成立，最大值是不存在的，所以的取值范圍為 0≤a＜50，故B正確；
C、a=30時，和Mg²⁺反應的NaOH溶液為（80-30-30）=20ml，此時n（Mg²⁺）=1mol/L×0.02L×

1

2

=0.01mol，b=n（Mg²⁺）+n（Al³⁺）=0.02mol，故C錯誤；
D、a=10時，和Mg²⁺反應的NaOH溶液為（80-10-30）=40ml，此時n（Mg²⁺）=1mol/L×0.04L×

1

2

=0.02mol，b=n（Mg²⁺）+n（Al³⁺）=0.03mol，故D正確．
故選：C．

點評：本題考查鎂鋁及其化合物的性質、結合圖象計算，難度較大，清楚各階段發生的反應是關鍵．