Question

【題目】取一定量的鋁土礦（含Al2O3、Fe2O3、SiO2）樣品，放入盛有100mLH2SO4溶液的燒杯中，充分反應后過濾，向濾液中加入10 mol／L的NaOH溶液， 產生沉淀的量與所加NaOH溶液的體積的關系如圖所示。則原H2SO4物質的量濃度是（ ）

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

Answer 1

【答案】B
【解析】當加入氫氧化鈉共40mL時，沉淀量最大，此時溶液溶質為硫酸鈉，根據鈉元素、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 物質的量濃度為0.2mol÷0.1L=2mol/L，答案選B。圖像題分析關鍵還是每一段都要會寫出相關反應方程式（或離子方程式）
樣品溶于硫酸，SiO2不反應成為沉淀過濾掉，其他物質轉變成硫酸鋁、硫酸鐵、過量硫酸的混合溶液，加入NaOH溶液時，開始階段（0~2.5）為溶液中剩余硫酸（氫離子）與氫氧化鈉反應；第二階段（2.5~40）為鐵離子、氯離子轉化為氫氧化物沉淀，至沉淀恰好達最高值時，溶液中僅剩下未參與離子反應的硫酸根離子（來自于硫酸）和鈉離子（來自于氫氧化鈉）；第三階段（40~45）為氫氧化鋁沉淀溶于過量的氫氧化鈉溶液，至45時，全部轉化為NaAlO2，剩余沉淀為氫氧化鐵。
本題所問只需抓住沉淀達最高值時，硫酸根離子（來自于硫酸）和鈉離子（來自于氫氧化鈉），根據鈉元素、硫酸根守恒有2n（H2SO4）=2n（Na2SO4）=n（NaOH），即可解題。