Question

向含1mol HCl和l mol MgSO₄的混合溶液中加入1mol/L的Ba（OH）₂溶液，产生沉淀的物质的量（n）与加入Ba（OH）₂溶液体积（V）间的关系图正确的是

1. A.
   
2. B.
   
3. C.
   
4. D.
   

Answer 1

D
分析：含1mol HCl和l mol MgSO₄的混合溶液中加入Ba（OH）₂后，首先发生反应Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，生成既不溶于水又不溶于酸的BaSO₄沉淀，同时OH^-跟盐酸的H⁺发生中和反应OH^-+H⁺=H₂O，由于HCl的存在，OH^-不能与Mg²⁺产生沉淀Mg（OH）₂，待H⁺完全反应，OH^-与Mg²⁺开始生成Mg（OH）₂沉淀，由OH^-+H⁺=H₂O可知，H⁺完全反应时加入的Ba（OH）₂为0.5mol，加入Ba（OH）₂溶液的体积为=0.5L=500mL，产生参加反应的硫酸根为0.5mol，此阶段沉淀n（BaSO₄）=0.5mol，溶液中n（SO₄^2-）=1mol-0.5mol=0.5mol，n（Mg²⁺）=1mol；
继续加入Ba（OH）₂，发生反应Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓、Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，此时加入相同质体积的Ba（OH）₂溶液，生成的沉淀的量比上一阶段要多，当再加入0.5molBa（OH）₂时，溶液中的SO₄^2-恰好沉淀，参加反应的Mg²⁺物质的量为0.5mol，此阶段又产生沉淀n（BaSO₄）=0.5mol，n[Mg（OH）₂]=0.5mol，加入Ba（OH）₂溶液的体积为=0.5L=500mL，此时溶液中n（Mg²⁺）=1mol-0.5mol=0.5mol；
在继续加入Ba（OH）₂溶液，发生反应Mg²⁺+2OH^-+=Mg（OH）₂↓，沉淀的量继续增大，此时加入相同质体积的Ba（OH）₂溶液，生成的沉淀的量较第二阶段小，但与第一阶段相同，但当再加入0.5molBa（OH）₂时，0.5molMg²⁺完全沉淀，加入Ba（OH）₂溶液的体积为=0.5L=500mL，此时沉淀达最大量，此阶段又产生沉淀n[Mg（OH）₂]=0.5mol，再加入Ba（OH）₂溶液不再产生沉淀．
据此作出图象判断．
解答：含1mol HCl和l mol MgSO₄的混合溶液中加入Ba（OH）₂后，首先发生反应Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，生成既不溶于水又不溶于酸的BaSO₄沉淀，同时OH^-跟盐酸的H⁺发生中和反应OH^-+H⁺=H₂O，由于HCl的存在，OH^-不能与Mg²⁺产生沉淀Mg（OH）₂，待H⁺完全反应，OH^-与Mg²⁺开始生成Mg（OH）₂沉淀，由OH^-+H⁺=H₂O可知，H⁺完全反应时加入的Ba（OH）₂为0.5mol，加入Ba（OH）₂溶液的体积为=0.5L=500mL，产生参加反应的硫酸根为0.5mol，此阶段沉淀n（BaSO₄）=0.5mol，溶液中n（SO₄^2-）=1mol-0.5mol=0.5mol，n（Mg²⁺）=1mol；
继续加入Ba（OH）₂，发生反应Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓、Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，此时加入相同质体积的Ba（OH）₂溶液，生成的沉淀的量比上一阶段要多，当再加入0.5molBa（OH）₂时，溶液中的SO₄^2-恰好沉淀，参加反应的Mg²⁺物质的量为0.5mol，此阶段又产生沉淀n（BaSO₄）=0.5mol，n[Mg（OH）₂]=0.5mol，加入Ba（OH）₂溶液的体积为=0.5L=500mL，此时溶液中n（Mg²⁺）=1mol-0.5mol=0.5mol；
在继续加入Ba（OH）₂溶液，发生反应Mg²⁺+2OH^-+=Mg（OH）₂↓，沉淀的量继续增大，此时加入相同质体积的Ba（OH）₂溶液，生成的沉淀的量较第二阶段小，但与第一阶段相同，但当再加入0.5molBa（OH）₂时，0.5molMg²⁺完全沉淀，加入Ba（OH）₂溶液的体积为=0.5L=500mL，此时沉淀达最大量，此阶段又产生沉淀n[Mg（OH）₂]=0.5mol，再加入Ba（OH）₂溶液不再产生沉淀．
由上述分析可知三个阶段加入的加入Ba（OH）₂溶液的体积相同为500mL；
第一阶段产生沉淀n（BaSO₄）=0.5mol；
第二阶段又生成沉淀n（BaSO₄）=0.5mol，n[Mg（OH）₂]=0.5mol，此时沉淀总量为1.5mol，加入Ba（OH）₂溶液的总体积为1L；
第三阶段又生成沉淀n[Mg（OH）₂]=0.5mol，此时沉淀总量为2mol，加入Ba（OH）₂溶液的总体积为1.5L．
沉淀的量与Ba（OH）₂溶液体积关系图为：．
故选：D．
点评：考查离子反应、化学计算、图象分析等，难度较大，理清离子反应的过程，确定沉淀的量与与Ba（OH）₂溶液体积关系是关键，是对学生综合能力的考查．