Question

常温下，将ag钠铝合金粉末加入一定量水中，混合物全部溶解，收集到b mL气体（标准状况）．然后往溶液中加入1mol/L的盐酸，生成沉淀的质量与消耗盐酸的体积关系如图所示．若V₁=20mL，则下列关系正确的是

1. A.
   a=0.92
2. B.
   b=896
3. C.
   m=1.56
4. D.
   V₂=100

Answer 1

CD
分析：钠铝合金置于水中，合金全部溶解，发生2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑、2Al+2H₂O+2NaOH═2NaAlO₂+3H₂↑，
由图象可知，加入盐酸没有立即产生沉淀，故首先发生反应NaOH+HCl═NaCl+H₂O，该阶段消耗盐酸20mL，
然后发生反应NaAlO₂+HCl+H₂O═NaCl+Al（OH）₃↓，生成氢氧化铝沉淀，40mL时沉淀达最大值，此时溶液中溶质为NaCl，由钠元素守恒可知n（Na）=n（NaCl），该阶段消耗盐酸体积为40mL-20mL=20mL，根据方程式计算n[Al（OH）₃]，根据铝元素守恒n（Al）=n[Al（OH）₃]，
最后发生反应Al（OH）₃↓+3HCl═AlCl₃+3H₂O，根据氢氧化铝的物质的量计算该阶段消耗盐酸的体积，
A．根据m=nM计算Na、Al合金的质量；
B．根据Na、Al的物质的量，计算生成氢气的体积，再根据V=nVm计算生成的氢气的体积；
C．根据氢氧化铝的物质的量，根据m=nM计算氢氧化铝的质量；
D．溶解氢氧化铝消耗的盐酸体积与40mL之和为V₂的值．
解答：钠铝合金置于水中，合金全部溶解，发生2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑、2Al+2H₂O+2NaOH═2NaAlO₂+3H₂↑，
由图象可知，加入盐酸没有立即产生沉淀，故首先发生反应NaOH+HCl═NaCl+H₂O，该阶段消耗盐酸20mL，
然后发生反应NaAlO₂+HCl+H₂O═NaCl+Al（OH）₃↓，生成氢氧化铝沉淀，40mL时沉淀达最大值，此时溶液中溶质为NaCl，由钠元素守恒可知n（Na）=n（NaCl）=0.04L×1mol/L=0.04mol，该阶段消耗盐酸体积为40mL-20mL=20mL，根据方程式计算n[Al（OH）₃]=n（HCl）=0.02L×1mol/L=0.02mol，根据铝元素守恒n（Al）=n[Al（OH）₃]=0.02mol，
最后发生反应Al（OH）₃↓+3HCl═AlCl₃+3H₂O，消耗盐酸的物质的量为0.02mol×3=0.06mol，故该阶段消耗的盐酸体积为=0.06L=60mL，
A．由上述分析可知，Na、Al合金的质量为0.04mol×23g/mol+0.02mol×27g/mol=1.46g，故A错误；
B．由方程式可知，0.04molNa生成氢气为0.04mol×=0.02mol，0.02molAl生成氢气为0.02mol×=0.03mol，硅生成氢气的物质的量为0.02mol+0.03mol=0.05mol，其标况下的体积为0.05mol×22.4L/mol=1.12L，故B错误；
C．由上述计算可知，生成沉淀为0.02mol，其质量为0.02mol×78g/mol=1.56g，故C正确；
D．由上述计算可知，溶解氢氧化铝消耗盐酸的体积为60mL，则V₂为40mL+60mL=100mL，故D正确；
故选CD．
点评：本题考查混合物的有关计算及钠、铝的化学性质等，明确发生的化学反应及反应与图象的对应关系是解答本题的关键，注意利用元素守恒的方法来解答，难度较大．