题目内容

将一定质量的Mg和Al的混合物投入500 mL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
C

试题分析:镁、铝分别与稀硫酸反应生成硫酸镁、硫酸铝以及氢气。根据图像可知,加入氢氧化钠溶液后并没有立即生成白色沉淀,这说明稀硫酸的是过量的。即氢氧化钠首先和过量的稀硫酸反应,然后在分别与硫酸镁、硫酸铝反应生成氢氧化镁、氢氧化铝沉淀。当氢氧化钠溶液过量时,氢氧化铝又溶解在氢氧化钠溶液中,生成偏铝酸钠和水。根据图像可知,与氢氧化铝反应的氢氧化钠水240ml-200mol=40ml。而沉淀减少了0.35mol-0.15mol=0.20mol,这说明氢氧化铝是0.2mol,氢氧化镁是0.15mol,所以镁和铝的总的质量是0.15mol×24g/mol+0.2mol×27g/mol=9g,和稀硫酸反应生成的氢气是0.3mol+0.15mol=0.45mol,标准状况下的体积是10.08L。根据反应Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O可知,氢氧化钠的物质的量浓度是0.2mol÷0.04L=5.0mol/L。则沉淀最大值是生成硫酸钠是(0.2L×5mol/L)÷2=0.5mol,所以稀硫酸的浓度是0.5mol÷0.5L=1.0mol/L,答案选C。
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。试题综合性强,在注重对学生基础知识巩固与训练的同时,侧重对学生能力培养与解题方法的指导与训练。该题的关键是明确反应的原理,然后再结合图像灵活运用即可,有利于培养学生的逻辑推理能力。
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