Question

14．將一定質(zhì)量的鎂和鋁混合物投入200mL硫酸中，固體全部溶解后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量n與加入NaOH溶液的體積V的變化如圖所示．．則下列說(shuō)法不正確的是（　�。�

• A． 鎂和鋁的總質(zhì)量為9 g
• B． 最初20 mLNaOH溶液用于中和過(guò)量的硫酸
• C． 硫酸的物質(zhì)的量濃度為5 mol•L^-1
• D． 生成的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2 L

Answer 1

分析 從開始至加入NaOH溶液20mL，沒有沉淀生成，說(shuō)明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后有剩余，此時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O；
當(dāng)V（NaOH溶液）=200mL時(shí)，沉淀量最大，此時(shí)為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液中溶質(zhì)為硫酸鈉，由鈉離子守恒：2n（Na₂SO₄）=n（NaOH），進(jìn)而計(jì)算硫酸的濃度；
當(dāng)V（NaOH溶液）=240mL時(shí)，沉淀不再減少，此時(shí)全部為Mg（OH）₂．從200mL到240mL，NaOH溶解Al（OH）₃，發(fā)生反應(yīng)NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O，故沉淀最大時(shí)n[Mg（OH）₂]=0.15mol，n[Al（OH）₃]=0.35mol-0.15mol=0.2mol，根據(jù)Mg、Al守恒計(jì)算二者總質(zhì)量，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算生成氫氣體積．

解答 解：從開始至加入NaOH溶液20mL，沒有沉淀生成，說(shuō)明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后有剩余，此時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O；
當(dāng)V（NaOH溶液）=200mL時(shí)，沉淀量最大，此時(shí)為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液中溶質(zhì)為硫酸鈉；
當(dāng)V（NaOH溶液）=240mL時(shí)，沉淀不再減少，此時(shí)全部為Mg（OH）₂．從200mL到240mL，NaOH溶解Al（OH）₃，發(fā)生反應(yīng)NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O，故沉淀最大時(shí)n[Mg（OH）₂]=0.15mol，n[Al（OH）₃]=0.35mol-0.15mol=0.2mol．
A．n（Mg）=n[Mg（OH）₂]=0.15mol，則m（Mg）=0.15mol×24g•mol^-1=3.6g，n（Al）=n[Al（OH）₃]=0.35mol-0.15mol=0.2mol，則m（Al）=0.2mol×27g•mol^-1=5.4g，所以鎂和鋁的總質(zhì)量為3.6g+5.4g=9g，故A正確；
B．由上述分析可知，最初20 mLNaOH溶液用于中和過(guò)量的硫酸，故B正確；
C．當(dāng)V（NaOH溶液）=200mL時(shí)，溶液中溶質(zhì)為硫酸鈉，由2n（Na₂SO4）=n（NaOH）=0.2L×5mol/L=1mol，則n（（Na₂SO4）=0.5mol，所以原硫酸溶液的濃度為$\frac{0.5mol}{0.2L}$=2.5mol/L，故C錯(cuò)誤；
D．令生成的氫氣為xmol，則根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒有2x=0.15×2+0.2×3，解得x=0.45mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下V（H₂）=0.45mol×22.4L•mol^-1=10.08L，故D錯(cuò)誤．
故選：CD．

點(diǎn)評(píng) 本題以圖象題的形式考查鎂鋁的重要化合物知識(shí)、混合物有關(guān)計(jì)算等，題目難度中等，分析圖象各階段發(fā)生的反應(yīng)是解題關(guān)鍵，掌握守恒法在計(jì)算中應(yīng)用．