Question

将一定质量的镁和铝的混合物投入200mL稀硫酸中，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9g

B.最初20mLNaOH溶液用于中和过量的硫酸

C.硫酸的物质的量浓度为2.0mol⋅L⁻¹

D.生成的氢气在标准状况下的体积为10.08L

Answer

C

【解析】

由图象可知，从开始至加入NaOH溶液20mL，没有沉淀生成，说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此时发生的反应为：H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O，当V(NaOH)=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12倍。从200mL到240mL，NaOH溶解Al(OH)3：NaOH+ Al(OH)3=NaAlO2+2H2O，当V(NaOH)=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，则镁和铝的总质量为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，说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此时发生的反应为H2SO4+2NaOH= Na2SO4+2H2O，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200mL氢氧化钠溶液中含有的n(NaOH)的12倍，所以n(Na2SO4)=12×0.2L×5mol/L=0.5mol，所以硫酸的浓度为=2.5mol/L，故C错误；

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正确；

答案为C。