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

发布时间:2020-08-06 16:29:36

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?gB.最初20?mL?NaOH溶液用于中和过量的硫酸C.硫酸的物质的量浓度为2.5?mol?L-1D.生成的氢气在标准状况下的体积为11.2?L

网友回答

D
解析分析:由图象可知,从开始至加入NaOH溶液20mL,没有沉淀生成,说明原溶液中盐酸溶解Mg、Al后盐酸有剩余,此时发生的反应为:HCl+NaOH=NaCl+H2O.当V(NaOH溶液)=200mL时,沉淀量最大,此时为Mg(OH)2和Al(OH)3,二者物质的量之和为0.35mol,溶液中溶质为Na2SO4,根据钠元素守恒可知此时n(Na2SO4)等于200mL氢氧化钠溶液中含有的n(NaOH)的倍.从200mL到240mL,NaOH溶解Al(OH)3:NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O,当V(NaOH溶液)=240mL时,沉淀不再减少,此时全部为Mg(OH)2,物质的量为0.15mol,所以沉淀量最大,Mg(OH)2为0.15mol,Al(OH)3为0.35mol-0.15mol=0.2mol,由于从200mL到240mL,NaOH溶解Al(OH)3:NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O,所以该阶段消耗n(NaOH)=n[Al(OH)3]=0.2mol,氢氧化钠的浓度为=5mol/L.
A、由元素守恒可知n(Al)=n[Al(OH)3]=0.2mol,n(Mg)=n[Mg(OH)2]=0.15mol,据此计算;
B、由图象可知,从开始至加入NaOH溶液20mL,没有沉淀生成,说明原溶液中盐酸溶解Mg、Al后盐酸有剩余,此时发生的反应为:HCl+NaOH=NaCl+H2O;
C、沉淀量最大,此时为Mg(OH)2和Al(OH)3,溶液中溶质为Na2SO4,根据钠元素守恒可知此时n(Na2SO4)等于200mL氢氧化钠溶液中含有的n(NaOH)的,据此计算;
D、由A中可知n(Al)=0.2mol,n(Mg)=0.15mol,根据电子转移守恒可知2n(H2)=3n(Al)+2n(Mg),据此计算n(H2),再根据V=nVm计算氢气体积.

解答:由图象可知,从开始至加入NaOH溶液20mL,没有沉淀生成,说明原溶液中盐酸溶解Mg、Al后盐酸有剩余,此时发生的反应为:HCl+NaOH=NaCl+H2O.当V(NaOH溶液)=200mL时,沉淀量最大,此时为Mg(OH)2和Al(OH)3,二者物质的量之和为0.35mol,溶液中溶质为Na2SO4,根据钠元素守恒可知此时n(Na2SO4)等于200mL氢氧化钠溶液中含有的n(NaOH)的.从200mL到240mL,NaOH溶解Al(OH)3:NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O,当V(NaOH溶液)=240mL时,沉淀不再减少,此时全部为Mg(OH)2,物质的量为0.15mol,所以沉淀量最大,Mg(OH)2为0.15mol,Al(OH)3为0.35mol-0.15mol=0.2mol,由于从200mL到240mL,NaOH溶解Al(OH)3:NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O,所以该阶段消耗n(NaOH)=n[Al(OH)3]=0.2mol,氢氧化钠的浓度为=5mol/L.
A、由元素守恒可知n(Al)=n[Al(OH)3]=0.2mol,n(Mg)=n[Mg(OH)2]=0.15mol,所以镁和铝的总质量为0.2mol×27g/mol+0.15mol×24g/mol=9g,故A正确;
B、由图象可知,从开始至加入NaOH溶液20mL,没有沉淀生成,说明原溶液中盐酸溶解Mg、Al后盐酸有剩余,此时发生的反应为:HCl+NaOH=NaCl+H2O,故B正确;
C、沉淀量最大,此时为Mg(OH)2和Al(OH)3,溶液中溶质为Na2SO4,根据钠元素守恒可知此时n(Na2SO4)等于240mL氢氧化钠溶液中含有的n(NaOH)的2倍,所以n(Na2SO4)=×0.2L×5mol/L=0.5mol,所以硫酸的浓度为=2.5mol/L,故C正确;
D、由A中可知n(Al)=0.2mol,n(Mg)=0.15mol,根据电子转移守恒可知2n(H2)=3n(Al)+2n(Mg)=3×0.2mol+2×0.15mol=0.9mol,所以n(H2)=0.45mol,故氢气体积为0.45mol×22.4mol/L=10.08L,故D错误.
故选D.

点评:本题考查镁铝的重要化合物,以图象题的形式考查,题目难度中等,注意分析图象各阶段的物质的量的关系,根据各阶段的化学反应,利用守恒计算.
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