Question

20．將一定質(zhì)量的Mg和Al的混合物投入2.0mol•L^-1，250mL稀硫酸中，固體全部溶解并產(chǎn)生氣體．待反應(yīng)完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液的體積關(guān)系如圖示．則下列說法正確的是
（　�。�

• A． 當(dāng)加氫氧化鈉溶液體積為20mL時(shí)，溶液的pH值等于7
• B． 當(dāng)加氫氧化鈉溶液體積為20mL時(shí)，溶液中的溶質(zhì)只有硫酸鎂和硫酸鋁
• C． NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為5 mol•L^-1
• D． 生成氣體的體積為10.08L

Answer 1

分析 根據(jù)圖象知，加入20mL氫氧化鈉溶液時(shí)開始生成沉淀，說明金屬與硫酸反應(yīng)后的溶液中含有過量的氫離子，當(dāng)加入20ml氫氧化鈉溶液時(shí)，此時(shí)溶質(zhì)為硫酸鈉、硫酸鋁和硫酸鎂，由于鋁離子部分水解，溶液為酸性；當(dāng)加入200mL氫氧化鈉溶液時(shí)，此時(shí)溶質(zhì)為硫酸鈉，根據(jù)鈉離子守恒及硫酸的物質(zhì)的量可計(jì)算出氫氧化鈉的物質(zhì)的量，再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計(jì)算出該氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度；
溶解的沉淀的物質(zhì)的量就是n（Al（OH）₃）=0.35mol-0.15mol=0.2mol，
根據(jù)鋁原子守恒知n（Al（OH）₃）=n（Al）=0.2mol；未溶解的沉淀的物質(zhì)的量是n（Mg（OH）₂）=0.15mol，然后根據(jù)電子守恒可計(jì)算出生成氣體的物質(zhì)的量，由于沒有告訴在標(biāo)況下，無法計(jì)算生成氫氣的體積．

解答 解：A．加入20mL氫氧化鈉溶液時(shí)開始生成沉淀，說明金屬與硫酸反應(yīng)后的溶液中含有過量的氫離子，當(dāng)加入20ml氫氧化鈉溶液時(shí)，此時(shí)溶質(zhì)為硫酸鈉、硫酸鋁和硫酸鎂，由于鋁離子部分水解，溶液為酸性，故A錯(cuò)誤；
B．當(dāng)加入20ml氫氧化鈉溶液時(shí)，此時(shí)溶質(zhì)為硫酸鈉、硫酸鋁和硫酸鎂，故B錯(cuò)誤；
C．當(dāng)加入200mL氫氧化鈉溶液時(shí)，此時(shí)溶質(zhì)為硫酸鈉，根據(jù)鈉離子守恒及硫酸的物質(zhì)的量可知?dú)溲趸�鈉的物質(zhì)的量為：n（NaOH）=2n（Na₂SO₄）=2n（H₂SO₄）=2×2mol/L×0.25L=1mol，該氫氧化鈉溶液的濃度為：$\frac{1mol}{0.2L}$=5mol/L，故C正確；
D．根據(jù)圖象知，溶解的沉淀的物質(zhì)的量為氫氧化鋁：n[Al（OH）₃]=0.35mol-0.15mol=0.2mol，
根據(jù)鋁原子守恒知n[Al（OH）₃]=n（Al）=0.2mol；未溶解的沉淀的物質(zhì)的量是n[Mg（OH）₂]=0.15mol，根據(jù)鎂原子守恒知n[Mg（OH）₂]=n（Mg）=0.15mol，根據(jù)電子守恒，生成氫氣的物質(zhì)的量為：$\frac{0.2mol×3+0.15mol×2}{2}$=0.45mol，標(biāo)況下0.45mol氫氣的體積為：22.4L/mol×0.45mol=10.08L，由于沒有告訴在標(biāo)況下，則氫氣的體積不一定為10.08L，故D錯(cuò)誤；
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了鎂和鋁的性質(zhì)、離子方程式的計(jì)算，題目難度中等，能正確分析圖象中各部分的反應(yīng)及溶液中存在的溶質(zhì)是解本題的關(guān)鍵，D為易錯(cuò)點(diǎn)，注意沒有告訴在標(biāo)準(zhǔn)狀況下．