Question

向混有一定量盐酸的硫酸铝和硫酸镁混合溶液中，逐滴加入 2mol/L的NaOH 溶液，
所生成沉淀W g 与加入 NaOH 溶液的体积V mL如图所示，则原混合溶液中c（Cl^-）、c（Al³⁺）、c（Mg²⁺）之比为（ ）

A．1：3：1
B．1：2：1
C．1：1：1
D．1：1：2

Answer 1

【答案】分析：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；横坐标为10-60时发生的化学反应是：氢氧化钠和硫酸铝、硫酸镁反应，沉淀为增大值，沉淀为氢氧化铝和氢氧化镁；横坐标为60-70时，发生的化学反应是：氢氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，沉淀为氢氧化镁．
解答：解：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=2mol/L×（0.010L-0）=0.02mol，即n（Cl^-）=0.02mol；
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，硫酸铝的物质的量为mol．
以横坐标为10-70时，发生的化学反应是：
2NaOH+MgSO₄=Mg（OH）₂ ↓+Na₂SO₄
2mol  1mol
2xmol xmol
6NaOH+Al₂（SO₄）₃=2Al（OH）₃↓+3Na₂SO₄
6mol   1mol      2mol
3ymol  mol．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=2mol/L×（0.06-0.01）=0.1mol；
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         2mol/L×（0.07-0.06）L
y=0.02
（2x+3y）mol=0.1mol，所以x=0.02
故n（Mg²⁺）=xmol=0.02mol，n（Al³⁺）=ymol=0.02mol
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（Cl-）：n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）=0.02mol：0.02mol：0.02mol=1：1：1，故选C．
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，难度不大．