Question

将一定质量的镁和铝混合物投入200 mL硫酸中，固体全部溶解后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量n与加入NaOH溶液的体积V的变化如图所示。.则下列说法不正确的是

A．镁和铝的总质量为9 g

B．最初20 mLNaOH溶液用于中和过量的硫酸

C．硫酸的物质的量浓度为2.5 mol·L－1

D．生成的氢气在标准状况下的体积为11.2 L

Answer 1

D

试题分析：由图象可知，NaOH溶液0~20mL，发生的反应为：H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O；20~200mL发生的反应为：Mg²⁺+2OH^-=Mg(OH)₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al(OH)₃↓；200~240mL，发生的反应为：Al(OH)₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；当NaOH溶液200mL时，沉淀量最大，此时沉淀为Mg(OH)₂和Al(OH)₃，二者物质的量之和为0.35mol，溶液中溶质为Na₂SO₄，根据钠元素守恒可知此时n（Na₂SO₄）=1/2n（NaOH）；所以n（Na₂SO₄）=1/2×0.2L×5mol/L=0.5mol，所以硫酸的浓度为2.5mol/L；当NaOH溶液240mL时，沉淀不再减少，此时全部为Mg(OH)₂，物质的量为0.15mol，所以沉淀量最大，Mg(OH)₂为0.15mol，Al(OH)₃为0.35mol-0.15mol=0.2mol，由元素守恒可知n（Al）=n[Al(OH)₃]=0.2mol，n（Mg）=n[Mg(OH)₂]=0.15mol，所以镁和铝的总质量为0.2mol×27g/mol+0.15mol×24g/mol=9g；根据电子转移守恒可知2n（H₂）=3n（Al）+2n（Mg）=3×0.2mol+2×0.15mol=0.9mol，所以n（H₂）=0.45mol，故氢气体积为0.45mol×22.4mol/L=10.08L。