Question

16．将一定质量的Mg和Al的混合物投入500mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体．待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示．则下列说法正确的是（　　）

• A． Mg和Al的总质量为8 g
• B． 硫酸的物质的量浓度为5 mol/L
• C． NaOH溶液的物质的量浓度为5 mol/L
• D． 生成的H₂在标准状况下的体积为11.2 L

Answer 1

分析 结合图可知，0～20mL发生酸碱中和，20～200mL发生离子与碱生成沉淀的反应，200～240mL发生氢氧化铝溶解：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，最后剩余的沉淀为氢氧化镁；加入200mLNaOH溶液时生成沉淀最多，溶液中的溶质为硫酸钠，
A、根据图象判断氢氧化铝、氢氧化镁的物质的量，再根据质量守恒定律计算出混合金属的质量；
B、根据溶解氢氧化铝消耗的氢氧化钠的物质的量及氢氧化钠溶液体积计算出氢氧化钠溶液浓度，再根据200mL时溶质为硫酸钠计算出硫酸的浓度物质的量，然后根据c=$\frac{n}{V}$计算出硫酸的浓度；
C、根据（2）的计算可知氢氧化钠溶液的浓度；
D、与硫酸反应生成的氢气的体积应为（0.15mol+0.3mol）×22.4 L•mol^-1=10.08L．

解答 解：根据图可知，0～20mL发生酸碱中和，20～200mL发生离子与碱生成沉淀的反应，200～240mL发生Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，200mL时生成沉淀最多，溶液中的溶质为硫酸钠，
A、由图象可知，氢氧化镁的物质的量为0.15mol，则n（Mg）=n[Mg（OH）₂]=0.15mol，溶解的氢氧化铝的物质的量为：0.35mol-0.15mol=0.2mol，根据铝原子守恒可得：n（Al）=0.2mol，则Mg和Al的总质量为：0.15mol×24g/mol+0.2mol×27g/mol=9g，故A错误；
B、由200～240mL发生反应：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，消耗氢氧化钠的物质的量为0.2mol，则c（NaOH）=$\frac{0.2mol}{0.04L}$=5mol/L，200mL时生成沉淀最多，溶液中的溶质为硫酸钠，则c（H₂SO₄）=$\frac{5mol/L×0.2L×\frac{1}{2}}{0.5L}$=1mol/L，故B错误；
C、在加入240mLNaOH溶液时，Al（OH）₃恰好全部转化为NaAlO₂，由B的计算可知氢氧化钠溶液的浓度为5mol•L^-1，故C正确；
D、与硫酸反应生成的氢气的体积应为（0.15mol+0.3mol）×22.4 L•mol^-1=10.08L，故D错误；故选C．

点评 本题考查混合物反应的计算，题目难度中等，明确图象中曲线变化及其发生的化学反应为解答的关键，注意氢氧化铝能溶解在NaOH溶液中，侧重分析及计算能力的考查．