Question

14．將一定質(zhì)量Mg和Al的混合物投人500mL稀硫酸中，固體全部溶解并產(chǎn)生氣體．待反應(yīng)完全后，向所得溶液中加人Na0H溶液．生成沉淀的物質(zhì)的量與加人Na0H溶液體積的關(guān)系如圖所示．則下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． Mg和A1的總質(zhì)量為8g
• B． 硫酸的物質(zhì)的量濃度為5mol•L^-1
• C． 生成的H₂在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L
• D． Na0H溶液的物質(zhì)的量濃度為5mo1•L^-1

Answer 1

分析 結(jié)合圖象可知，加入氫氧化鈉溶液后沒(méi)有立刻生成沉淀，則硫酸過(guò)量；200～240mL為氫氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)，最終得到的沉淀為氫氧化鎂，則n[Mg（OH）₂]=0.15mol，根據(jù)Mg元素守恒及m=nM可計(jì)算出鎂的質(zhì)量；
沉淀最大時(shí)為氫氧化鎂、氫氧化鋁，則氫氧化鋁的物質(zhì)的量為n[Al（OH）₃]=0.35mol-0.15mol=0.2mol，根據(jù)Al元素守恒及m=nM可計(jì)算出金屬鋁的質(zhì)量；
根據(jù)電荷守恒可知，20～200mL消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量等金屬提供電子物質(zhì)的量，故n（NaOH）=0.15mol×2+0.2mol×3=0.9mol，根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計(jì)算出該氫氧化鈉溶液的濃度；
沉淀的物質(zhì)的量最大時(shí)溶質(zhì)為硫酸鈉，則n（H₂SO₄）=$\frac{1}{2}$n（NaOH）=$\frac{1}{2}$×5mol/L×0.2L=0.5mol，硫酸的濃度為根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計(jì)算出該稀硫酸的濃度；
根據(jù)電子守恒可知生成氫氣的物質(zhì)的量為：$\frac{0.15mol×2+0.2mol×3}{2}$=0.45mol，根據(jù)V=nVm計(jì)算出生成氫氣的體積，據(jù)此進(jìn)行判斷．

解答 解：根據(jù)圖象可知，加入氫氧化鈉溶液后沒(méi)有立刻生成沉淀，則硫酸過(guò)量；200～240mL為氫氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)，最終得到的沉淀為氫氧化鎂，則n[Mg（OH）₂]=0.15mol，根據(jù)Mg元素守恒可知：m（Mg）=0.15mol×24g/mol=3.6g；
沉淀最大時(shí)為氫氧化鎂、氫氧化鋁，則氫氧化鋁的物質(zhì)的量為n[Al（OH）₃]=0.35mol-0.15mol=0.2mol，根據(jù)Al元素守恒可知：m（Al）=27g/mol×0.2mol=5.4g；
根據(jù)電荷守恒可知，20～200mL消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量等金屬提供電子物質(zhì)的量，故n（NaOH）=0.15mol×2+0.2mol×3=0.9mol，則c（NaOH）=$\frac{0.9mol}{0.2L-0.02L}$=5mol/L；沉淀的物質(zhì)的量最大時(shí)溶質(zhì)為硫酸鈉，則n（H₂SO₄）=$\frac{1}{2}$n（NaOH）=$\frac{1}{2}$×5mol/L×0.2L=0.5mol，硫酸的濃度為：c（H₂SO₄）=$\frac{0.5mol}{0.5L}$=1mol/L；
根據(jù)電子守恒可知生成氫氣的物質(zhì)的量為：$\frac{0.15mol×2+0.2mol×3}{2}$=0.45mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.45mol氫氣的體積為：22.4L/mol×0.45mol=10.8L；
A．Mg和Al的質(zhì)量為：3.6g+5.4g=9g，故A錯(cuò)誤；
B．硫酸的濃度為1mol/L，故B錯(cuò)誤；
C．生成的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為10.8L，故C錯(cuò)誤；
D．該氫氧化鈉溶液的濃度為5mol/L，故D正確；
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，明確圖象中曲線變化的含義及化學(xué)反應(yīng)實(shí)質(zhì)為解答關(guān)鍵，試題充分考查了學(xué)生的分析圖象能力及化學(xué)計(jì)算能力．