Question

取三份不同组成的镁铝混合物分别加入1mol/L的盐酸，待混合物完全溶解后，往溶液中加入1mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系如下所示．下列说法中错误的是

1. A.
   图I中a的取值范围为0≤a＜50n
2. B.
   图I 中的最大值为2
3. C.
   图II中a的取值范围为80＜a＜90
4. D.
   图III中a的取值范围为75＜a＜90

Answer 1

BC
分析：A、根据沉淀溶解阶段消耗的NaOH溶液体积及发生的反应计算n（Al³⁺），当金属全部是金属铝时剩余的酸最多，a的值最大，当没有盐酸剩余时，a的值最小，据此判断a得取值范围；
B、根据沉淀溶解阶段消耗的NaOH溶液体积及发生的反应计算n（Al³⁺），铝离子生成氢氧化铝所需的氢氧化钠的物质的量一定，当a=0时，盐酸没有剩余，与镁离子和铝离子反应需要NaOH溶液体积最大，溶液中镁离子物质的量最大，沉淀量最大时，根据氢氧根守恒有3n[Al（OH）₃]+2n[Mg（OH）₂]=n（NaOH），据此计算n[Mg（OH）₂]，确定金属中n（Mg），据此解答；
C、采用极值法计算，当没有铝离子时，a值最小，当生成的沉淀全部是氢氧化铝时，a值最大；
D、采用极值法计算，当没有铝离子时，a值最大，当生成的沉淀全部是氢氧化铝时，a值最小．
解答：A、氢氧化铝溶解Al（OH）₃ +NaOH=NaAlO₂+2H₂O，因为此阶段消耗NaOH10mL，所以n[Al（OH）₃]=0.01L×1mol/L=0.01mol，故n（Al³⁺）=0.01mol，故与Al³⁺反应消耗的NaOH溶液为=0.03L=30mL，当没有盐酸剩余时，a=0，假设无Mg²⁺，a的值最大，此时a=80-30=50，而实际存在Mg²⁺，所以0≤a＜50，故A正确；
B、氢氧化铝溶解Al（OH）₃ +NaOH=NaAlO₂+2H₂O，因为此阶段消耗NaOH10mL，所以n[Al（OH）₃]=0.01L×1mol/L=0.01mol，故n（Al³⁺）=n（Al）=0.01mol，故与Al³⁺反应消耗的NaOH溶液为30mL，当a=0时，盐酸没有剩余，与镁离子和铝离子反应需要NaOH溶液体积最大，溶液中镁离子物质的量最大，沉淀量最大时，根据氢氧根守恒有3n[Al（OH）₃]+2n[Mg（OH）₂]=n（NaOH），故n[Mg（OH）₂]=×（0.08L×1mol/L-0.01mol×3）=0.025mol，故n（Mg）=0.025mol，所以的最大值为：=2.5，故B错误；
C、采用极值法计算，当没有铝离子时，生成的沉淀不和氢氧化钠反应，此时a值最小，80=a；当生成的沉淀全部是氢氧化铝时，氢氧化铝能和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，此时a值最大，生成氢氧化铝沉淀所用的氢氧化钠体积是溶解氢氧化铝所用氢氧化钠体积的3倍，所以溶解氢氧化铝所用氢氧化钠的体积a=80+=96.7，实际上存在镁离子，所以a的取值范围是80＜a＜96.7，故C错误；
D、采用极值法计算，当没有铝离子时，生成的沉淀全部是氢氧化镁，氢氧化镁和氢氧化钠不反应，此时a值最大为90；当生成的沉淀全部是氢氧化铝，生成的氢氧化铝又能和氢氧化钠完全转化为偏铝酸钠时a值最小，生成氢氧化铝所用的氢氧化钠与溶解氢氧化铝所用的氢氧化钠的体积之比为3：1，所以a=×3+30=75，实际上溶液中含有铝离子和镁离子，所以a的取值范围是75＜a＜90，故D正确；
故选BC．
点评：本题考查镁铝单质及其化合物的性质、混合物的有关计算，结合图象进行考查，增大了难度，明确各阶段发生的反应是解题的关键，注意生成氢氧化铝所用的氢氧化钠与溶解氢氧化铝所用的氢氧化钠的体积之比是3：1，注意极限法的利用．