Question

（2011?浦东新区一模）分别在pH=2的酸溶液和pH=13的NaOH溶液中加入足量的铝，放出氢气的量前者多，其原因可能是（　　）

A．两溶液的体积相同，酸是弱酸

B．两溶液的体积相同，酸是多元强酸

C．酸溶液的体积比NaOH溶液体积大

D．酸是强酸，且酸溶液的浓度比NaOH溶液浓度大

Answer 1

分析：pH=2的酸溶液中氢离子浓度为0.01mol/L，pH=13的NaOH溶液氢氧根离子浓度为0.1mol/L，2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑；2Al+2OH^-+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑．由上述两个反应可知，参加反应的铝与生成的氢气的质量关系均为2Al～3H₂，即在相同条件下等质量的铝分别跟足量的稀盐酸、NaOH溶液反应，放出氢气的质量相等，等体积的酸和强碱溶液中加入足量的铝，放出氢气的量前者多，说明前者参加反应的n（H⁺）为大于后者n（OH^-）的3倍，据此即可解答．

解答：解：A．两溶液的体积相同，等体积的酸和强碱溶液中加入足量的铝，放出氢气的量前者多，前者参加反应的n（H⁺）为大于后者n（OH^-）的3倍，NaOH为强碱，氢氧根离子浓度为0.1mol/L，当酸是弱酸时，弱酸电离程度很小，电离出来的氢离子浓度等于0.01mol/L，说明酸的浓度远大于0.01mol/L，在反应过程中可以提供大于0.3mol/L的氢离子，故A正确；
B．两溶液的体积相同，等体积的酸和强碱溶液中加入足量的铝，放出氢气的量前者多，前者参加反应的n（H⁺）为大于后者n（OH^-）的3倍，NaOH为强碱，氢氧根离子浓度为0.1mol/L，当酸是多元强酸时，强酸完全电离，电离出的氢离子为0.01mol/L，两溶液的体积相同，前者参加反应的n（H⁺）为远小于后者n（OH^-），故B错误；
C．2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑；2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，由上述两个反应可知，参加反应的铝与生成的氢气的质量关系均为2Al～3H₂，前者参加反应的n（H⁺）为大于后者n（OH^-）的3倍，放出氢气的量前者多，pH=2的酸溶液中氢离子浓度为0.01mol/L，pH=13的NaOH溶液氢氧根离子浓度为0.1mol/L，须0.01mol/L×V（酸）＞3×0.1mol/L×V（碱），即当V（酸）＞30V（碱），成立，故C正确；
D．当酸是强酸酸完全电离，pH=2的酸溶液中氢离子浓度为0.01mol/L，电离出来的氢离子浓度等于0.01mol/L，pH=13的NaOH溶液氢氧根离子浓度为0.1mol/L，氢氧根离子浓度为0.1mol/L，与酸溶液的浓度比NaOH溶液浓度大矛盾，故D错误；
故选AC．

点评：本题考查了铝和氢氧化钠和盐酸反应的有关计算，根据化学方程式找出铝与氢气的质量关系是正确解答本题的关键，题目难度中等．