Question

將一定質量的鎂和鋁混合物投入200 mL硫酸中，固體全部溶解后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物質的量n與加入NaOH溶液的體積V的變化如圖所示。.則下列說法不正確的是

A．鎂和鋁的總質量為9 g

B．最初20 mLNaOH溶液用于中和過量的硫酸

C．硫酸的物質的量濃度為2.5 mol·L－1

D．生成的氫氣在標準狀況下的體積為11.2 L

Answer 1

D

試題分析：由圖象可知，NaOH溶液0~20mL，發生的反應為：H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O；20~200mL發生的反應為：Mg²⁺+2OH^-=Mg(OH)₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al(OH)₃↓；200~240mL，發生的反應為：Al(OH)₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；當NaOH溶液200mL時，沉淀量最大，此時沉淀為Mg(OH)₂和Al(OH)₃，二者物質的量之和為0.35mol，溶液中溶質為Na₂SO₄，根據鈉元素守恒可知此時n（Na₂SO₄）=1/2n（NaOH）；所以n（Na₂SO₄）=1/2×0.2L×5mol/L=0.5mol，所以硫酸的濃度為2.5mol/L；當NaOH溶液240mL時，沉淀不再減少，此時全部為Mg(OH)₂，物質的量為0.15mol，所以沉淀量最大，Mg(OH)₂為0.15mol，Al(OH)₃為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，所以鎂和鋁的總質量為0.2mol×27g/mol+0.15mol×24g/mol=9g；根據電子轉移守恒可知2n（H₂）=3n（Al）+2n（Mg）=3×0.2mol+2×0.15mol=0.9mol，所以n（H₂）=0.45mol，故氫氣體積為0.45mol×22.4mol/L=10.08L。