Question

取三份不同組成的鎂鋁混合物分別加入1mol/L的鹽酸，待混合物完全溶解后，往溶液中加入1mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液體積的關(guān)系如圖．下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（　　）

• A、圖Ⅰ中a的取值范圍為0≤a＜50
• B、圖Ⅰ中

  n(Mg)

  n(Al)

  的最大值為2.5
• C、圖Ⅱ中a的取值范圍為80＜a＜90
• D、圖Ⅲ中a的取值范圍為75＜a＜90

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算,化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算

專(zhuān)題：計(jì)算題

分析：開(kāi)始沒(méi)有沉淀生成，為中和剩余的鹽酸，而后氯化鎂、氯化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鎂、氫氧化鋁沉淀，最后為氫氧化鋁溶解．
A．根據(jù)沉淀溶解階段消耗的NaOH溶液體積及發(fā)生的反應(yīng)計(jì)算n（Al³⁺），當(dāng)金屬全部是金屬鋁時(shí)剩余的酸最多，a的值最大，當(dāng)沒(méi)有鹽酸剩余時(shí)，a的值最小，據(jù)此判斷a得取值范圍；
B．根據(jù)沉淀溶解階段消耗的NaOH溶液體積及發(fā)生的反應(yīng)計(jì)算n（Al³⁺），鋁離子生成氫氧化鋁所需的氫氧化鈉的物質(zhì)的量一定，當(dāng)a=0時(shí)，鹽酸沒(méi)有剩余，與鎂離子和鋁離子反應(yīng)需要NaOH溶液體積最大，溶液中鎂離子物質(zhì)的量最大，沉淀量最大時(shí)，根據(jù)氫氧根守恒有3n[Al（OH）₃]+2n[Mg（OH）₂]=n（NaOH），據(jù)此計(jì)算n[Mg（OH）₂]，確定金屬中n（Mg），據(jù)此解答；
C．采用極值法計(jì)算，當(dāng)沒(méi)有鋁離子時(shí)，a值最小，當(dāng)生成的沉淀全部是氫氧化鋁時(shí)，a值最大；
D．采用極值法計(jì)算，當(dāng)沒(méi)有鋁離子時(shí)，a值最大，當(dāng)生成的沉淀全部是氫氧化鋁時(shí)，a值最小．

解答： 解：開(kāi)始沒(méi)有沉淀生成，為中和剩余的鹽酸，而后氯化鎂、氯化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鎂、氫氧化鋁沉淀，最后為氫氧化鋁溶解，
A．氫氧化鋁溶解：Al（OH）₃ +NaOH=NaAlO₂+2H₂O，因?yàn)榇穗A段消耗NaOH10mL，所以n[Al（OH）₃]=0.01L×1mol/L=0.01mol，故n（Al³⁺）=0.01mol，故與Al³⁺反應(yīng)消耗的NaOH溶液為

0.01mol×3

1mol/L

=0.03L=30mL，當(dāng)沒(méi)有鹽酸剩余時(shí)，a=0，假設(shè)無(wú)Mg²⁺，a的值最大，此時(shí)a=80-30=50，而實(shí)際存在Mg²⁺，所以0≤a＜50，故A正確；
B．由A可知n（Al³⁺）=n（Al）=0.01mol，故與Al³⁺反應(yīng)消耗的NaOH溶液為30mL，當(dāng)a=0時(shí)，鹽酸沒(méi)有剩余，與鎂離子和鋁離子反應(yīng)需要NaOH溶液體積最大，溶液中鎂離子物質(zhì)的量最大，沉淀量最大時(shí)，根據(jù)氫氧根守恒有3n[Al（OH）₃]+2n[Mg（OH）₂]=n（NaOH），故n[Mg（OH）₂]=

1

2

×（0.08L×1mol/L-0.01mol×3）=0.025mol，故n（Mg）=0.025mol，所以

m(Mg)

n(Al)

的最大值為：

0.025mol

0.01mol

=2.5，故B正確；
C．當(dāng)沒(méi)有鋁離子時(shí)，生成的沉淀不和氫氧化鈉反應(yīng)，此時(shí)a值最小，80=a；當(dāng)生成的沉淀全部是氫氧化鋁時(shí)，氫氧化鋁能和氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，此時(shí)a值最大，生成氫氧化鋁沉淀所用的氫氧化鈉體積是溶解氫氧化鋁所用氫氧化鈉體積的3倍，所以溶解氫氧化鋁所用氫氧化鈉的體積a=80+

80-30

3

=96.7，實(shí)際上存在鎂離子，所以a的取值范圍是80＜a＜96.7，故C錯(cuò)誤；
D．當(dāng)沒(méi)有鋁離子時(shí)，生成的沉淀全部是氫氧化鎂，此時(shí)a值最大為90；當(dāng)生成的沉淀全部是氫氧化鋁，生成的氫氧化鋁又能和氫氧化鈉完全轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鈉時(shí)a值最小，生成氫氧化鋁所用的氫氧化鈉與溶解氫氧化鋁所用的氫氧化鈉的體積之比為3：1，所以a=

90-30

4

×3+30=75，實(shí)際上溶液中含有鋁離子和鎂離子，所以a的取值范圍是75＜a＜90，故D正確；
故選C．

點(diǎn)評(píng)：本題考查鎂鋁單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)、混合物的有關(guān)計(jì)算，結(jié)合圖象進(jìn)行考查，增大了難度，明確各階段發(fā)生的反應(yīng)是解題的關(guān)鍵，注意生成氫氧化鋁所用的氫氧化鈉與溶解氫氧化鋁所用的氫氧化鈉的體積之比是3：1，注意極限法的利用．