【題目】將一定質(zhì)量的鎂鋁混合物投入200mL硫酸中,固體全部溶解后,向所得溶液中加入5mol/L的NaOH溶液,生成沉淀的物質(zhì)的量n與加入NaOH溶液的體積V的變化如圖所示.

(1)加入NaOH0~20mL 時(shí)發(fā)生反應(yīng)離子方程式 , 加入NaOH20~200mL 時(shí)發(fā)生反應(yīng)離子方程式 , 加入NaOH200~240mL 時(shí)發(fā)生反應(yīng)離子方程式 ,
(2)鎂和鋁的總質(zhì)量為g
(3)硫酸的物質(zhì)的量濃度為mol/L
(4)生成的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為L.

【答案】
(1)OH+H+=H2O;Mg2++2OH=Mg(OH)2、Al3++3OH=Al(OH)3;Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O
(2)9
(3)2.5
(4)10.08
【解析】解:(1.)由圖象可知,從開始至加入NaOH溶液20mL,沒有沉淀生成,說明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余,此時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為:H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O,離子方程式為:OH+H+=H2O;當(dāng)V(NaOH溶液)=200mL時(shí),沉淀量最大,此時(shí)為Mg(OH)2和Al(OH)3 , 發(fā)生反應(yīng)為:Mg2++2OH=Mg(OH)2、Al3++3OH=Al(OH)3;從200mL到240mL,NaOH溶解Al(OH)3 , 反應(yīng)的離子方程式為:Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O,
故答案為:OH+H+=H2O;Mg2++2OH=Mg(OH)2、Al3++3OH=Al(OH)3;Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O;
(2.)根據(jù)天下可知Mg(OH)2和Al(OH)3的物質(zhì)的量之和為0.35mol,從200mL到240mL,NaOH溶解Al(OH)3 , 當(dāng)V(NaOH溶液)=240mL時(shí),沉淀不再減少,此時(shí)全部為Mg(OH)2 , 物質(zhì)的量為0.15mol,所以沉淀量最大,Mg(OH)2為0.15mol,Al(OH)3為0.35mol﹣0.15mol=0.2mol,
由元素守恒可知n(Al)=n[Al(OH)3]=0.2mol,n(Mg)=n[Mg(OH)2]=0.15mol,
所以鎂和鋁的總質(zhì)量為0.2mol×27g/mol+0.15mol×24g/mol=9g,
故答案為:9;
(3.)沉淀量最大時(shí)為Mg(OH)2和Al(OH)3 , 溶液中溶質(zhì)為Na2SO4 , 根據(jù)鈉元素守恒可知此時(shí)n(Na2SO4)等于200mL氫氧化鈉溶液中含有的n(NaOH)的0.5倍,所以n(Na2SO4)=0.5×0.2L×5mol/L=0.5mol,所以硫酸的濃度為 =2.5mol/L,
故答案為:2.5;
(4.)根據(jù)以上分析,由元素守恒可知金屬鎂和鋁物質(zhì)的量分別為0.15mol和0.2mol,根據(jù)得失電子守恒氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為: ×22.4L=10.08L,
故答案:10.08.
(1.)由圖象可知,從開始至加入NaOH溶液20mL,沒有沉淀生成,說明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余,此時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為:H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O;當(dāng)V(NaOH溶液)=200mL時(shí),沉淀量最大,此過程中鎂離子、鋁離子與氫氧根離子反應(yīng)生成Mg(OH)2和Al(OH)3;從200mL到240mL,NaOH溶解Al(OH)3 , 據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式;
(2.)根據(jù)沉淀的最大量可知?dú)溲趸V和氫氧化鋁的總物質(zhì)的量、最小量,最小量為氫氧化鎂,根據(jù)最大量可知?dú)溲趸X的物質(zhì)的量,然后利用質(zhì)量守恒計(jì)算出鎂、鋁的物質(zhì)的量,再根據(jù)m=nM計(jì)算出混合金屬的質(zhì)量;
(3.)溶液中溶質(zhì)為Na2SO4 , 根據(jù)鈉元素守恒可知此時(shí)n(Na2SO4)等于200mL氫氧化鈉溶液中含有的n(NaOH)的0.5倍,據(jù)此計(jì)算硫酸的物質(zhì)的量,進(jìn)而計(jì)算濃度大;
(4.)根據(jù)以上分析,由元素守恒可知金屬鎂和鋁物質(zhì)的量分別為0.15mol和0.2mol,又硫酸過量所以鎂鋁全部反應(yīng),根據(jù)得失電子守恒進(jìn)行計(jì)算.

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A.
B.
C.
D.

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