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某无色溶液中含有H+、Al3+、Mg2+三种阳离子,逐滴加入0.1moL•L-1NaOH溶液,消耗NaOH溶液体积(X轴)和生成沉淀(Y轴)之间的函数关系如图所示,则溶液中H+、Al3+、Mg2+三种阳离子的物质的量浓
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某无色溶液中含有H+、Al3+、Mg2+三种阳离子,逐滴加入0.1moL•L-1NaOH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
A.1:1:1
B.2:2:1
C.2:1:1
D.1:1:2
▼优质解答
答案和解析
假定NaOH溶液的浓度为cmol/L,则:
根据图象知,横坐标为0-10mL时发生的反应是:H++OH-=H2O,加入10mLNaOH溶液结合中和氢离子,n(H+)=n(NaOH)=0.01L×cmol/L=0.01cmol;
横坐标为50-60mL时,发生的化学反应是:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,Al(OH)3完全溶解消耗消耗10mLNaOH溶液,由方程式可知n[Al(OH)3]=n(NaOH)=0.01L×cmol/L=0.01c,再根据铝元素守恒可知,n(Al3+)=n[Al(OH)3]=0.01cmol;
横坐标为10-50mL时发生的化学反应是:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓、Al3++3OH-=Al(OH)3↓,沉淀为最大值时,该阶段消耗40mLNaOH溶液,根据OH-守恒,2n[Mg(OH)2]+3n[Al(OH)3]=n(NaOH),故2n[Mg(OH)2]+0.03c=0.04L×cmol/L,故n[Mg(OH)2]=0.005cmol,
则溶液中H+、Al3+、Mg2+三种阳离子的物质的量浓度之比为0.01c:0.01c:0.005c=2:2:1,
故选B.
根据图象知,横坐标为0-10mL时发生的反应是:H++OH-=H2O,加入10mLNaOH溶液结合中和氢离子,n(H+)=n(NaOH)=0.01L×cmol/L=0.01cmol;
横坐标为50-60mL时,发生的化学反应是:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,Al(OH)3完全溶解消耗消耗10mLNaOH溶液,由方程式可知n[Al(OH)3]=n(NaOH)=0.01L×cmol/L=0.01c,再根据铝元素守恒可知,n(Al3+)=n[Al(OH)3]=0.01cmol;
横坐标为10-50mL时发生的化学反应是:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓、Al3++3OH-=Al(OH)3↓,沉淀为最大值时,该阶段消耗40mLNaOH溶液,根据OH-守恒,2n[Mg(OH)2]+3n[Al(OH)3]=n(NaOH),故2n[Mg(OH)2]+0.03c=0.04L×cmol/L,故n[Mg(OH)2]=0.005cmol,
则溶液中H+、Al3+、Mg2+三种阳离子的物质的量浓度之比为0.01c:0.01c:0.005c=2:2:1,
故选B.
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