Question

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．硫酸的物质的量浓度为2.5 mol?L^-1

B．最初20 mLNaOH溶液用于中和过量的硫酸

C．镁和铝的总质量为9 g

D．生成的氢气在标准状况下的体积为11.2 L

Answer 1

分析：从图象中看到，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，2n（Na₂SO₄）=n（NaOH）；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，所以该阶段消耗的氢氧化钠为0.2mol，故原氢氧化钠溶液浓度c（NaOH）=

0.2mol

0.04L

=5mol/L．
根据各阶段各物质的量进行计算和判断．

解答：解：从图象中看到，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，2n（Na₂SO₄）=n（NaOH）；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，所以该阶段消耗的氢氧化钠为0.2mol，故原氢氧化钠溶液浓度c（NaOH）=

0.2mol

0.04L

=5mol/L．
A、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，2n（Na₂SO4）=n（NaOH）=0.2L×5mol/L=1mol，n（（Na₂SO4）=0.5mol，所以原硫酸溶液的浓度为

0.5mol

0.2L

=2.5mol/L，故A正确；
B、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，故B正确；
C、当V（NaOH溶液）=240mL时，沉淀不再减少，此时全部为Mg（OH）₂．故n（Mg）=n[Mg（OH）₂]=0.15mol，
m（Mg）=0.15mol×24g?mol^-1=3.6g，n（Al）=n[Al（OH）₃]=0.35mol-0.15mol=0.2mol，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C正确；．
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：D．

点评：本题考查镁铝的重要化合物知识，以图象题的形式考查，题目难度中等，注意分析图象各阶段发生的反应是解题关键．