Question

(8分)準確稱取12 g鋁土礦樣品(含Al2O3、Fe2O3、SiO2)放入盛有100 mL某濃度硫酸溶液的燒杯中，充分反應后過濾，向濾液中加入10 mol·L－1的NaOH溶液，產(chǎn)生的沉淀質(zhì)量m與加入的NaOH溶液的體積V的關(guān)系如圖所示：

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（1）H2SO4溶液的物質(zhì)的量濃度為_________________。

（2）若a=4.6，用于沉淀Fe3＋消耗NaOH的體積是____________mL，鋁土礦中各成分的質(zhì)量分數(shù)：Al2O3為______________， SiO2為______________。

Answer 1

（1）3.5 mol?L－1 （2）5.4 mL 85% 3%

【解析】

試題分析：Oa段意味著H2SO4 過量，到70 mL時的沉淀最多，有Al(OH)3 、Fe(OH)3 沉淀，到90 mL時僅剩下Fe(OH)3 沉淀。加入20 mL、10 mol·L－1 NaOH，把Al(OH)3↓全部轉(zhuǎn)化成AlO2－ 。（1）70 mL時沉淀最多，溶液為Na2SO4 溶液，據(jù)電荷守恒，n(Na＋)=2n(SO42－ )。又據(jù)元素守恒，n(Na＋)=n(NaOH)=10 mol·L－1×0.07 L=0.7 mol，n(SO42 －)=n(H2SO4 )=c(H2SO4 )×0.1，所以c(H2SO4 )= 3.5 mol?L－1

（2）沉淀Al3＋消耗OH－的量，是使Al(OH)3 溶解消耗OH－的3倍，即沉淀Al3＋消耗NaOH為60 mL，若a=4.6，用于沉淀Fe3＋消耗NaOH的體積是70-60-4.6=5.4 mL.

n(Al2O3 )=1/2n(NaOH)=1/2×(10 mol·L－1×0.02 L)=0.1 mol m(Al2O3 )=0.1 mol×102 g/mol=10.2 g

Al2O3的質(zhì)量分數(shù)為=10.2/12×100%=85%，沉淀鐵離子消耗NaOH的物質(zhì)的量為10×0.0054=0.054moL，根據(jù)Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3 ，鐵離子的物質(zhì)的量為0.018moL，F(xiàn)e2O3 的質(zhì)量分數(shù)為[(0.009×160)÷12]×100%=12%， SiO2的質(zhì)量分數(shù)為3%。

考點：考查鋁、鐵及其化合物的有關(guān)計算。