Question

【題目】將一定質(zhì)量的Mg和Al的混合物投入2.0mol/L，250 mL稀硫酸中，固體全部溶解并產(chǎn)生氣體。待反應(yīng)完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液的體積關(guān)系如右圖所示。則下列說法正確的是（ ）

A.當(dāng)加氫氧化鈉溶液體積為20mL時(shí)，溶液的pH值等于7

B.當(dāng)加氫氧化鈉溶液體積為20mL時(shí)，溶液中的溶質(zhì)只有硫酸鎂和硫酸鋁

C.NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為5 mol/L

D.生成的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2 L

Answer 1

【答案】C

【解析】

根據(jù)圖象可知，從開始至加入NaOH溶液20mL時(shí)沒有沉淀生成，說明在反應(yīng)中硫酸是過量的。加入的氫氧化鈉首先中和剩余的硫酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2SO4+2NaOH＝Na2SO4+2H2O。繼續(xù)加入氫氧化鈉，此時(shí)開始出現(xiàn)沉淀，發(fā)生的反應(yīng)為Mg2＋＋2OH－＝Mg(OH)2↓、Al3＋＋3OH－＝Al(OH)3↓。當(dāng)沉淀達(dá)到最大值時(shí)再加入氫氧化鈉，此時(shí)氫氧化鋁開始溶解，反應(yīng)的方程式為NaOH+Al（OH）3＝NaAlO2+2H2O。當(dāng)沉淀不再減少時(shí)，所得沉淀全部為Mg（OH）2，物質(zhì)的量為0.15mol，則Al（OH）3的物質(zhì)的量＝0.35mol－0.15mol＝0.2mol，據(jù)以上分析解答。

根據(jù)圖象可知，從開始至加入NaOH溶液20mL時(shí)沒有沉淀生成，說明在反應(yīng)中硫酸是過量的。加入的氫氧化鈉首先中和剩余的硫酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2SO4+2NaOH＝Na2SO4+2H2O。繼續(xù)加入氫氧化鈉，此時(shí)開始出現(xiàn)沉淀，發(fā)生的反應(yīng)為Mg2＋＋2OH－＝Mg(OH)2↓、Al3＋＋3OH－＝Al(OH)3↓。當(dāng)沉淀達(dá)到最大值時(shí)再加入氫氧化鈉，此時(shí)氫氧化鋁開始溶解，反應(yīng)的方程式為NaOH+Al（OH）3＝NaAlO2+2H2O。當(dāng)沉淀不再減少時(shí)，所得沉淀全部為Mg（OH）2，物質(zhì)的量為0.15mol，則Al（OH）3的物質(zhì)的量＝0.35mol－0.15mol＝0.2mol，

A、當(dāng)V（NaOH溶液）＝20mL時(shí)，溶質(zhì)有硫酸鎂、硫酸鋁和硫酸鈉，鋁離子水解，溶液呈酸性，A錯誤；

B、根據(jù)以上分析可知由圖象可知，當(dāng)加氫氧化鈉溶液體積為20mL時(shí)，溶液中的溶質(zhì)有硫酸鎂、硫酸鋁和硫酸鈉，B錯誤；

C、沉淀量最大時(shí)溶液中溶質(zhì)為Na2SO4，根據(jù)鈉元素守恒可知此時(shí)n（NaOH）＝2n（Na2SO4）＝2×0.25L×2mol/L＝1mol，所以NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為＝5 mol/L，C正確；

D、根據(jù)鎂原子和鋁原子守恒可知n（Al）＝n[Al（OH）3]＝0.2mol，n（Mg）＝n[Mg（OH）2]＝0.15mol。則根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知2n（H2）＝3n（Al）+2n（Mg）＝3×0.2mol+2×0.15mol＝0.9mol，因此n（H2）＝0.45mol，所以在標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣體積為0.45mol×22.4mol/L＝10.08L，D錯誤；

答案選C。