Question

将一定质量的Mg和Al的混合物投入500 mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体，待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。则下列说法正确的是　(　 　)　
 

A．Mg和Al的总质量为8 g

B．硫酸的物质的量浓度为5 mol/L

C．NaOH溶液的物质的量浓度为5 mol/L

D．生成的H2在标准状况下的体积为11.2 L

Answer 1

C

试题分析：镁、铝分别与稀硫酸反应生成硫酸镁、硫酸铝以及氢气。根据图像可知，加入氢氧化钠溶液后并没有立即生成白色沉淀，这说明稀硫酸的是过量的。即氢氧化钠首先和过量的稀硫酸反应，然后在分别与硫酸镁、硫酸铝反应生成氢氧化镁、氢氧化铝沉淀。当氢氧化钠溶液过量时，氢氧化铝又溶解在氢氧化钠溶液中，生成偏铝酸钠和水。根据图像可知，与氢氧化铝反应的氢氧化钠水240ml－200mol＝40ml。而沉淀减少了0.35mol－0.15mol＝0.20mol，这说明氢氧化铝是0.2mol，氢氧化镁是0.15mol，所以镁和铝的总的质量是0.15mol×24g/mol＋0.2mol×27g/mol＝9g，和稀硫酸反应生成的氢气是0.3mol＋0.15mol＝0.45mol，标准状况下的体积是10.08L。根据反应Al(OH)₃＋NaOH=NaAlO₂＋2H₂O可知，氢氧化钠的物质的量浓度是0.2mol÷0.04L＝5.0mol/L。则沉淀最大值是生成硫酸钠是（0.2L×5mol/L）÷2＝0.5mol，所以稀硫酸的浓度是0.5mol÷0.5L＝1.0mol/L，答案选C。
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题综合性强，在注重对学生基础知识巩固与训练的同时，侧重对学生能力培养与解题方法的指导与训练。该题的关键是明确反应的原理，然后再结合图像灵活运用即可，有利于培养学生的逻辑推理能力。