Question

某无色溶液中含有H⁺、Al³⁺、Mg²⁺三种阳离子，逐滴加入0.1moL·L^-1 NaOH溶液，消耗NaOH溶液体积（X轴）和生成沉淀（Y轴）之间的函数关系如下图所示，则溶液中H⁺、Al³⁺、Mg²⁺三种阳离子的物质的量浓度之比为（   ）

A．1:1:1

B．2:2:1

C．2:1:1

D．1:1:2

Answer 1

B

试题分析：：①根据图象知，横坐标为0-10时发生的反应是：盐酸和氢氧化钠的反应 HCl+NaOH=NaCl+H₂O，盐酸和氢氧化钠物质的量以1：1反应，由图象的横坐标知，氯离子的物质的量=盐酸的物质的量=氢氧化钠的物质的量=0.1mol/L×（0.010L-0）=0.001mol，即n（H⁺）=0.001mol；
②当横坐标的数值为60后，随着横坐标数值的增大沉淀的量逐渐减少，说明氢氧化铝和氢氧化钠反应生成了偏铝酸钠，所设n（Mg²⁺）=xmol，根据镁离子守恒知硫酸镁的物质的量为xmol，n（Al³⁺）=ymol，再根据铝离子守恒知，以横坐标为10-70时，发生的化学反应是：
2OH^-+ Mg²⁺=Mg（OH）₂ ↓
2mol  1mol
2xmol  xmol
3OH^-+ Al³⁺=Al（OH）₃↓
3mol 1mol   1mol
3ymol  y    ymol
所以生成沉淀的质量为最大时，氢氧化钠的物质的量为（2x+3y）mol=0.1mol/L×（0.06-0.01）=0.005mol；
③当横坐标的数值为60-70时，沉淀的质量减少，说明氢氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠导致沉淀的质量减少．
所以发生的化学反应方程式为
Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O
1mol      1mol
ymol      0.1mol/L×（0.07-0.06）L
y=0.001
（2x+y）mol=0.001mol，所以x=0.0005
故n（Mg²⁺）=xmol=0.001mol，n（Al³⁺）=ymol=0.001mol
在同一溶液中，各离子的物质的量浓度之比等于其物质的量之比，即n（H⁺）：n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）=0.001mol：0.001mol：0.0005mol=2：2：1，故选B。
点评：本题考查了根据图象进行有关计算，能根据图象正确判断各拐点之间发生的化学反应是解本题的关键，难度中等。