Question

將Na₂O₂逐漸加入到含有Al³⁺、Mg²⁺、NH₄⁺的混合液中并微熱，產生沉淀和氣體的物質的量（mol）與加入Na₂O₂的物質的量（mol）的關系如圖所示，則原溶液中Al³⁺、Mg²⁺、NH₄⁺的物質的量分別為（　　）

• A、2 mol、3 mol、8 mol
• B、3 mol、2 mol、8 mol
• C、2 mol、3 mol、4 mol
• D、3 mol、2 mol、4 mol

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]=5mol，沉淀溶解至最小時為氫氧化鎂，由圖可知n[Mg（OH）₂]=3mol，則n[Al（OH）₃]=2mol，根據守恒計算n（Al³⁺）、n（Mg²⁺）；
反應生成的氣體為氨氣與氧氣，由圖可知溶液加入8molNa₂O₂以后，再加Na₂O₂，氣體的增加減少，故加入8molNa₂O₂時，NH₄⁺完全反應，且沉淀達最大值，故溶液中Mg²⁺、NH₄⁺、Al³⁺都恰好完全反應，此時溶液中Mg²⁺、NH₄⁺、Al³⁺為Na⁺代替，溶液中n（Na⁺）=2n（Na₂O₂）=2×8mol=16mol，根據電荷守恒有n（Na⁺）=2n（Mg²⁺）+n（NH₄⁺）+3n（Al³⁺），據此計算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]=5mol，沉淀溶解至最小時為氫氧化鎂，由圖可知n[Mg（OH）₂]=3mol，則n[Al（OH）₃]=2mol，根據元素守恒可知，n（Al³⁺）=n[Al（OH）₃]=2mol，n（Mg²⁺）=n[Mg（OH）₂]=3mol；
反應生成的氣體為氨氣與氧氣，由圖可知溶液加入8molNa₂O₂以后，再加Na₂O₂，氣體的增加減少，故加入8molNa₂O₂時，NH₄⁺完全反應，且沉淀達最大值，故溶液中Mg²⁺、NH₄⁺、Al³⁺都恰好完全反應，此時溶液中Mg²⁺、NH₄⁺、Al³⁺為Na⁺代替，溶液中n（Na⁺）=2n（Na₂O₂）=2×8mol=16mol，根據電荷守恒有n（Na⁺）=2n（Mg²⁺）+n（NH₄⁺）+3n（Al³⁺），即16mol=2×3mol+n（NH₄⁺）+3×2mol，所以n（NH₄⁺）=4mol，
故選C．

點評：本題考查鎂鋁及其化合物的性質、化學圖象計算等，難度中等，判斷加入8mol過氧化鈉時溶液中離子恰好完全反應是解題關鍵，注意守恒思想的運用．