Question

將一塊鎂鋁合金投入1mol?L^-1 的一定體積的稀鹽酸中，待合金完全溶解后往溶液里滴入1mol?L^-1的NaOH溶液，生成沉淀物質(zhì)的量與加入NaOH溶液體積（單位為mL）的關(guān)系如圖，下列說法中不正確的是（　　）

• A、由圖可以確定該鎂鋁合金中鋁的質(zhì)量為0.27克
• B、當(dāng)?shù)稳? mol?L^-1的NaOH溶液85mL時(shí)，所得沉淀的成分為Mg（OH）₂和Al（OH）₃
• C、由圖可以確定該合金中鎂鋁物質(zhì)的量之比

  n(Mg)

  n(Al)

  的最大值為2.5
• D、由圖可以確定a的取值范圍為：0≤a≤50

Answer 1

分析：由圖可知，0～amL首先發(fā)生的反應(yīng)是中和過量的酸：H⁺+OH^-=H₂O，amL～8mL是沉淀兩種金屬離子：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，80mL～90mL是Al（OH）₃的溶解：Al（OH）₃+OH^-=[Al（OH）₄]^-，
A．根據(jù)n=cV計(jì)算n（NaOH），根據(jù)方程式計(jì)算n[Al（OH）₃]，根據(jù)鋁原子守恒結(jié)合m=nM計(jì)算Al的質(zhì)量；
B．NaOH溶液85mL時(shí)，Al（OH）₃部分溶解；
C．當(dāng)a=0時(shí)，沉淀中Mg（OH）₂物質(zhì)的量最大，進(jìn)而合金中金屬鎂的最大量，據(jù)此計(jì)算該合金中兩元素物質(zhì)的量之比的最大值；
D．采用極限假設(shè)法，當(dāng)金屬全部是金屬鋁時(shí)剩余的酸最多，a的值最大來判斷a得取值范圍．

解答：解：由圖可知，0～amL首先發(fā)生的反應(yīng)是中和過量的酸：H⁺+OH^-=H₂O，amL～8mL是沉淀兩種金屬離子：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，80mL～90mL是Al（OH）₃的溶解：Al（OH）₃+OH^-=[Al（OH）₄]^-，
A．從橫坐標(biāo)80mL到90mL這段，消耗n（NaOH）=0.01L×1mol/L=0.01mol，由Al（OH）₃+OH^-=[Al（OH）₄]^-，
可知n（Al（OH）₃）=0.01mol，再根據(jù)Al原子守恒得n（Al）=n（Al（OH）₃）=0.01mol，故m（Al）=0.01mol×27g/mol=0.27g，故A正確；
B．加入NaOH溶液85mL時(shí)，只有5mL用于氫氧化鋁的溶解，由圖可知?dú)溲趸�鋁完全溶解需要10mLNaOH溶液，故Al（OH）₃部分溶解，故所得沉淀的成分為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，故B正確；
C．當(dāng)a=0時(shí)，沉淀中Mg（OH）₂物質(zhì)的量最大，沉淀最大時(shí)消耗n（NaOH）=0.08L×1mol/L=0.08mol，故根據(jù)氫氧根守恒，Mg（OH）₂物質(zhì)的量最大值=

0.08mol-0.01mol×3

2

=0.025mol，即合金中Mg的最大物質(zhì)的量為0.025mol，故該合金中鎂鋁物質(zhì)的量之比

n(Mg)

n(Al)

的最大值為

0.025mol

0.01mol

=2.5，故C正確；
D．假設(shè)鹽酸溶解金屬后不剩，酸恰好與合金反應(yīng)完全，即a=0，通過極值法，當(dāng)合金中完全是鋁時(shí)，剩余鹽酸最大，a值最大，沉淀0.01molAl³⁺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，由于金屬為混合物，所以的取值范圍為 0≤a＜50，故D錯(cuò)誤；
故選D．

點(diǎn)評(píng)：本題以圖象形式考查了鎂鋁的性質(zhì)、化學(xué)計(jì)算等，明確圖象中各個(gè)階段發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，難度中等．