Question

将Na₂O₂逐渐加入到含有Al³⁺、Mg²⁺、NH₄⁺的混合液中并微热，产生沉淀和气体的物质的量（mol）与加入Na₂O₂的物质的量（mol）的关系如图所示，则原溶液中Al³⁺、Mg²⁺、NH₄⁺的物质的量分别为（　　）

• A、2 mol、3 mol、8 mol
• B、3 mol、2 mol、8 mol
• C、2 mol、3 mol、4 mol
• D、3 mol、2 mol、4 mol

Answer 1

分析：由图可知，沉淀最大时是氢氧化镁、氢氧化铝沉淀，且n[Mg（OH）₂]+n[Al（OH）₃]=5mol，沉淀溶解至最小时为氢氧化镁，由图可知n[Mg（OH）₂]=3mol，则n[Al（OH）₃]=2mol，根据守恒计算n（Al³⁺）、n（Mg²⁺）；
反应生成的气体为氨气与氧气，由图可知溶液加入8molNa₂O₂以后，再加Na₂O₂，气体的增加减少，故加入8molNa₂O₂时，NH₄⁺完全反应，且沉淀达最大值，故溶液中Mg²⁺、NH₄⁺、Al³⁺都恰好完全反应，此时溶液中Mg²⁺、NH₄⁺、Al³⁺为Na⁺代替，溶液中n（Na⁺）=2n（Na₂O₂）=2×8mol=16mol，根据电荷守恒有n（Na⁺）=2n（Mg²⁺）+n（NH₄⁺）+3n（Al³⁺），据此计算n（NH₄⁺），据此解答．

解答：解：由图可知，沉淀最大时是氢氧化镁、氢氧化铝沉淀，且n[Mg（OH）₂]+n[Al（OH）₃]=5mol，沉淀溶解至最小时为氢氧化镁，由图可知n[Mg（OH）₂]=3mol，则n[Al（OH）₃]=2mol，根据元素守恒可知，n（Al³⁺）=n[Al（OH）₃]=2mol，n（Mg²⁺）=n[Mg（OH）₂]=3mol；
反应生成的气体为氨气与氧气，由图可知溶液加入8molNa₂O₂以后，再加Na₂O₂，气体的增加减少，故加入8molNa₂O₂时，NH₄⁺完全反应，且沉淀达最大值，故溶液中Mg²⁺、NH₄⁺、Al³⁺都恰好完全反应，此时溶液中Mg²⁺、NH₄⁺、Al³⁺为Na⁺代替，溶液中n（Na⁺）=2n（Na₂O₂）=2×8mol=16mol，根据电荷守恒有n（Na⁺）=2n（Mg²⁺）+n（NH₄⁺）+3n（Al³⁺），即16mol=2×3mol+n（NH₄⁺）+3×2mol，所以n（NH₄⁺）=4mol，
故选C．

点评：本题考查镁铝及其化合物的性质、化学图象计算等，难度中等，判断加入8mol过氧化钠时溶液中离子恰好完全反应是解题关键，注意守恒思想的运用．