Question

14．将一定质量的镁和铝混合物投入200mL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

分析 从开始至加入NaOH溶液20mL，没有沉淀生成，说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后有剩余，此时发生的反应为：H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O；
当V（NaOH溶液）=200mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液中溶质为硫酸钠，由钠离子守恒：2n（Na₂SO₄）=n（NaOH），进而计算硫酸的浓度；
当V（NaOH溶液）=240mL时，沉淀不再减少，此时全部为Mg（OH）₂．从200mL到240mL，NaOH溶解Al（OH）₃，发生反应NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O，故沉淀最大时n[Mg（OH）₂]=0.15mol，n[Al（OH）₃]=0.35mol-0.15mol=0.2mol，根据Mg、Al守恒计算二者总质量，根据电子转移守恒计算生成氢气体积．

解答 解：从开始至加入NaOH溶液20mL，没有沉淀生成，说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后有剩余，此时发生的反应为：H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O；
当V（NaOH溶液）=200mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液中溶质为硫酸钠；
当V（NaOH溶液）=240mL时，沉淀不再减少，此时全部为Mg（OH）₂．从200mL到240mL，NaOH溶解Al（OH）₃，发生反应NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O，故沉淀最大时n[Mg（OH）₂]=0.15mol，n[Al（OH）₃]=0.35mol-0.15mol=0.2mol．
A．n（Mg）=n[Mg（OH）₂]=0.15mol，则m（Mg）=0.15mol×24g•mol^-1=3.6g，n（Al）=n[Al（OH）₃]=0.35mol-0.15mol=0.2mol，则m（Al）=0.2mol×27g•mol^-1=5.4g，所以镁和铝的总质量为3.6g+5.4g=9g，故A正确；
B．由上述分析可知，最初20 mLNaOH溶液用于中和过量的硫酸，故B正确；
C．当V（NaOH溶液）=200mL时，溶液中溶质为硫酸钠，由2n（Na₂SO4）=n（NaOH）=0.2L×5mol/L=1mol，则n（（Na₂SO4）=0.5mol，所以原硫酸溶液的浓度为$\frac{0.5mol}{0.2L}$=2.5mol/L，故C错误；
D．令生成的氢气为xmol，则根据电子转移守恒有2x=0.15×2+0.2×3，解得x=0.45mol，标准状况下V（H₂）=0.45mol×22.4L•mol^-1=10.08L，故D错误．
故选：CD．

点评 本题以图象题的形式考查镁铝的重要化合物知识、混合物有关计算等，题目难度中等，分析图象各阶段发生的反应是解题关键，掌握守恒法在计算中应用．