Question

將一塊鎂鋁合金投入1 mol· L^-1的鹽酸中，待合金完全溶解后，往溶液中加入1 mol·L^-1的NaOH溶液，生成沉淀的物質的量與加入NaOH溶液體積的關系如圖I所示。下列說法中不正確的是（   ）

A．a的取值范圍為0≤a＜50

B．的最大值為2.5

C．若將關系圖改為圖II，則a的取值范圍為80＜a＜90

D．若將關系圖改為圖III，則a的取值范圍為75＜a＜90

 

Answer 1

【答案】

C

【解析】本題考查元素化合物的知識。根據圖A可知，首先發生的反應是中和過量的酸：H^＋＋OH^－=H₂O，然后是沉淀2種金屬離子：Mg^2＋＋2OH^－=Mg(OH)₂↓、Al^3＋＋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，所以沉淀Al^3＋需要的OH^－為0.03mol，即NaOH溶液的體積為30mL，所以沉淀Mg^2＋需要NaOH溶液的體積最大值為50mL，求出n (Mg)的最大值為0.025mol，這種情況下，酸恰好與合金反應完全，即a=0，的最大值為2.5，B選項正確；通過極值法，當合金中完全是鋁時，因為沉淀Al^3＋需要NaOH溶液的體積為30mL，從圖A可知，中和過量的酸所消耗的堿液體積為50mL，所以的最大值為50，但是最大值是不存在的，所以的取值范圍為 0≤a＜50，A選項正確；將關系圖改為B圖時，說明沉淀Mg^2＋、Al^3＋所需要堿液的體積為50mL，假設合金中完全是金屬鎂，則產生的沉淀不溶解，則=80，假設合金中完全是金屬鋁，則n(Al^3＋)= n(Al(OH)₃)=0.05/3 mol，則溶解Al(OH)₃所需要的n(OH^－)= 0.05/3  mol，需要堿液的體積為0.05/3 mL，=（80+0.05/3）mL=290/3mL，C選項錯誤；將關系圖改為C圖時，假設合金中完全是金屬鎂，則產生的沉淀不溶解，則a=90，假設合金中完全是金屬鋁，根據反應：Al^3＋＋3OH^－=Al(OH)₃↓、Al(OH)₃＋OH^－=AlO₂^－＋2H₂O，可以看出兩個階段消耗堿液的體積之比為3：1，則a=75，D選項正確