题目内容

14．将一定质量Mg和Al的混合物投人500mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体．待反应完全后，向所得溶液中加人Na0H溶液．生成沉淀的物质的量与加人Na0H溶液体积的关系如图所示．则下列说法正确的是（　　）
A．Mg和A1的总质量为8g
B．硫酸的物质的量浓度为5mol•L-1
C．生成的H2在标准状况下的体积为11.2L
D．Na0H溶液的物质的量浓度为5mo1•L-1

分析 结合图象可知，加入氢氧化钠溶液后没有立刻生成沉淀，则硫酸过量；200～240mL为氢氧化铝与氢氧化钠反应，最终得到的沉淀为氢氧化镁，则n[Mg（OH）2]=0.15mol，根据Mg元素守恒及m=nM可计算出镁的质量；
沉淀最大时为氢氧化镁、氢氧化铝，则氢氧化铝的物质的量为n[Al（OH）3]=0.35mol-0.15mol=0.2mol，根据Al元素守恒及m=nM可计算出金属铝的质量；
根据电荷守恒可知，20～200mL消耗氢氧化钠的物质的量等金属提供电子物质的量，故n（NaOH）=0.15mol×2+0.2mol×3=0.9mol，根据c=$\frac{n}{V}$计算出该氢氧化钠溶液的浓度；
沉淀的物质的量最大时溶质为硫酸钠，则n（H2SO4）=$\frac{1}{2}$n（NaOH）=$\frac{1}{2}$×5mol/L×0.2L=0.5mol，硫酸的浓度为根据c=$\frac{n}{V}$计算出该稀硫酸的浓度；
根据电子守恒可知生成氢气的物质的量为：$\frac{0.15mol×2+0.2mol×3}{2}$=0.45mol，根据V=nVm计算出生成氢气的体积，据此进行判断．

解答 解：根据图象可知，加入氢氧化钠溶液后没有立刻生成沉淀，则硫酸过量；200～240mL为氢氧化铝与氢氧化钠反应，最终得到的沉淀为氢氧化镁，则n[Mg（OH）2]=0.15mol，根据Mg元素守恒可知：m（Mg）=0.15mol×24g/mol=3.6g；
沉淀最大时为氢氧化镁、氢氧化铝，则氢氧化铝的物质的量为n[Al（OH）3]=0.35mol-0.15mol=0.2mol，根据Al元素守恒可知：m（Al）=27g/mol×0.2mol=5.4g；
根据电荷守恒可知，20～200mL消耗氢氧化钠的物质的量等金属提供电子物质的量，故n（NaOH）=0.15mol×2+0.2mol×3=0.9mol，则c（NaOH）=$\frac{0.9mol}{0.2L-0.02L}$=5mol/L；沉淀的物质的量最大时溶质为硫酸钠，则n（H2SO4）=$\frac{1}{2}$n（NaOH）=$\frac{1}{2}$×5mol/L×0.2L=0.5mol，硫酸的浓度为：c（H2SO4）=$\frac{0.5mol}{0.5L}$=1mol/L；
根据电子守恒可知生成氢气的物质的量为：$\frac{0.15mol×2+0.2mol×3}{2}$=0.45mol，标准状况下0.45mol氢气的体积为：22.4L/mol×0.45mol=10.8L；
A．Mg和Al的质量为：3.6g+5.4g=9g，故A错误；
B．硫酸的浓度为1mol/L，故B错误；
C．生成的氢气在标准状况下的体积为10.8L，故C错误；
D．该氢氧化钠溶液的浓度为5mol/L，故D正确；
故选D．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确图象中曲线变化的含义及化学反应实质为解答关键，试题充分考查了学生的分析图象能力及化学计算能力．

练习册系列答案
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