Question

16．將一定質量的Mg和Al的混合物投入500mL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溶液的體積關系如圖所示．則下列說法正確的是（　　）

• A． Mg和Al的總質量為8 g
• B． 硫酸的物質的量濃度為5 mol/L
• C． NaOH溶液的物質的量濃度為5 mol/L
• D． 生成的H₂在標準狀況下的體積為11.2 L

Answer 1

分析 結合圖可知，0～20mL發生酸堿中和，20～200mL發生離子與堿生成沉淀的反應，200～240mL發生氫氧化鋁溶解：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，最后剩余的沉淀為氫氧化鎂；加入200mLNaOH溶液時生成沉淀最多，溶液中的溶質為硫酸鈉，
A、根據圖象判斷氫氧化鋁、氫氧化鎂的物質的量，再根據質量守恒定律計算出混合金屬的質量；
B、根據溶解氫氧化鋁消耗的氫氧化鈉的物質的量及氫氧化鈉溶液體積計算出氫氧化鈉溶液濃度，再根據200mL時溶質為硫酸鈉計算出硫酸的濃度物質的量，然后根據c=$\frac{n}{V}$計算出硫酸的濃度；
C、根據（2）的計算可知氫氧化鈉溶液的濃度；
D、與硫酸反應生成的氫氣的體積應為（0.15mol+0.3mol）×22.4 L•mol^-1=10.08L．

解答 解：根據圖可知，0～20mL發生酸堿中和，20～200mL發生離子與堿生成沉淀的反應，200～240mL發生Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，200mL時生成沉淀最多，溶液中的溶質為硫酸鈉，
A、由圖象可知，氫氧化鎂的物質的量為0.15mol，則n（Mg）=n[Mg（OH）₂]=0.15mol，溶解的氫氧化鋁的物質的量為：0.35mol-0.15mol=0.2mol，根據鋁原子守恒可得：n（Al）=0.2mol，則Mg和Al的總質量為：0.15mol×24g/mol+0.2mol×27g/mol=9g，故A錯誤；
B、由200～240mL發生反應：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，消耗氫氧化鈉的物質的量為0.2mol，則c（NaOH）=$\frac{0.2mol}{0.04L}$=5mol/L，200mL時生成沉淀最多，溶液中的溶質為硫酸鈉，則c（H₂SO₄）=$\frac{5mol/L×0.2L×\frac{1}{2}}{0.5L}$=1mol/L，故B錯誤；
C、在加入240mLNaOH溶液時，Al（OH）₃恰好全部轉化為NaAlO₂，由B的計算可知氫氧化鈉溶液的濃度為5mol•L^-1，故C正確；
D、與硫酸反應生成的氫氣的體積應為（0.15mol+0.3mol）×22.4 L•mol^-1=10.08L，故D錯誤；故選C．

點評 本題考查混合物反應的計算，題目難度中等，明確圖象中曲線變化及其發生的化學反應為解答的關鍵，注意氫氧化鋁能溶解在NaOH溶液中，側重分析及計算能力的考查．