Question

【题目】取一定量的铝土矿（含Al2O3、Fe2O3、SiO2）样品，放入盛有100mLH2SO4溶液的烧杯中，充分反应后过滤，向滤液中加入10 mol／L的NaOH溶液， 产生沉淀的量与所加NaOH溶液的体积的关系如图所示。则原H2SO4物质的量浓度是（ ）

A.1mol/L
B.2mol/L
C.3mol/L
D.4mol/L

Answer 1

【答案】B
【解析】当加入氢氧化钠共40mL时，沉淀量最大，此时溶液溶质为硫酸钠，根据钠元素、硫酸根守恒有2n（H2SO4）=2n（Na2SO4）=n（NaOH）=0.04L×10mol/L=0.4mol，所以n（H2SO4 ）=0.2mol，所以原H2SO4 物质的量浓度为0.2mol÷0.1L=2mol/L，答案选B。图像题分析关键还是每一段都要会写出相关反应方程式（或离子方程式）
样品溶于硫酸，SiO2不反应成为沉淀过滤掉，其他物质转变成硫酸铝、硫酸铁、过量硫酸的混合溶液，加入NaOH溶液时，开始阶段（0~2.5）为溶液中剩余硫酸（氢离子）与氢氧化钠反应；第二阶段（2.5~40）为铁离子、氯离子转化为氢氧化物沉淀，至沉淀恰好达最高值时，溶液中仅剩下未参与离子反应的硫酸根离子（来自于硫酸）和钠离子（来自于氢氧化钠）；第三阶段（40~45）为氢氧化铝沉淀溶于过量的氢氧化钠溶液，至45时，全部转化为NaAlO2，剩余沉淀为氢氧化铁。
本题所问只需抓住沉淀达最高值时，硫酸根离子（来自于硫酸）和钠离子（来自于氢氧化钠），根据钠元素、硫酸根守恒有2n（H2SO4）=2n（Na2SO4）=n（NaOH），即可解题。