Question

【題目】將一定質量的Mg和Al的混合物投入500 mL稀硫酸中，固體全部溶解并產生氣體。待反應完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物質的量與加入NaOH溶液的體積關系如下圖所示。則下列說法正確的是( )

A．Mg和Al的總質量為8 g

B．原稀硫酸溶液的物質的量濃度為5 mol·L－1

C．生成的H2在標準狀況下的體積為11.2 L

D．NaOH溶液的物質的量濃度為5 mol·L－1

Answer 1

【答案】D

【解析】

試題分析：由圖象可知，從開始至加入NaOH溶液20mL，沒有沉淀生成，說明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此時發生的反應為：H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O。當V（NaOH溶液）=200mL時，沉淀量最大，此時為Mg（OH）2和Al（OH）3，二者物質的量之和為0.35mol，溶液中溶質為Na2SO4，從200mL到240mL，NaOH溶解Al（OH）3：NaOH+Al（OH）3＝NaAlO2+2H2O，當V（NaOH溶液）=240mL時，沉淀不再減少，此時全部為Mg（OH）2，物質的量為0.15mol，所以沉淀量最大，Mg（OH）2為0.15mol，Al（OH）3為0.35mol-0.15mol=0.2mol，由于從200mL到240mL，NaOH溶解Al（OH）3：NaOH+Al（OH）3=NaAlO2+2H2O，A．由元素守恒可知n（Al）=n[Al（OH）3]=0.2mol，n（Mg）=n[Mg（OH）2]=0.15mol，所以鎂和鋁的總質量為0.2mol×27g/mol+0.15mol×24g/mol=9g，A錯誤；B．沉淀量最大，此時為Mg（OH）2和Al（OH）3，溶液中溶質為Na2SO4，根據鈉元素守恒可知此時n（Na2SO4）等于240mL氫氧化鈉溶液中含有的n（NaOH）的1/2倍，所以n（Na2SO4）=1/2×0.2L×5mol/L=0.5mol，所以硫酸的濃度為0.5mol÷0.5L=1mol/L，B錯誤；C．由A中可知n（Al）=0.2mol，n（Mg）=0.15mol，根據電子轉移守恒可知2n（H2）=3n（Al）+2n（Mg）=3×0.2mol+2×0.15mol=0.9mol，所以n（H2）=0.45mol，故氫氣體積為0.45mol×22.4mol/L=10.08L，C錯誤；D．由200～240mL發生Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O，所以該階段消耗n（NaOH）=n[Al（OH）3]=0.2mol，氫氧化鈉的濃度為0.2mol÷(0.24L0.2L)=5mol/L，D正確；答案選D。

【看到我】本題考查以圖象題的形式考查鎂鋁的重要化合物、混合物計算等

【名師點晴】解答時注意分析圖象各階段的物質的量的關系，根據各階段的化學反應，利用守恒計算。許多有關化學反應的計算，如果能夠巧妙地運用守恒規律可以達到快速解題的目的，常見的守恒關系有：①反應前后元素種類和某種原子總數不變的原子守恒；②電解質溶液中的電荷守恒；③氧化還原反應中得失電子數守恒、原電池或電解池中兩極通過的電子總數相等；④從守恒思想出發還可延伸出多步反應中的關系式，運用關系式法等計算技巧巧妙解題。