Question

（1）現(xiàn)有含F(xiàn)e₂O₃80%的赤鐵礦100t，理論上可冶煉含F(xiàn)e95%的生鐵多少噸？
（2）準(zhǔn)確稱取6g鋁土礦（含F(xiàn)e₂O₃、Al₂O₃）樣品，放入盛有100mLHCl的燒杯中，充分反應(yīng)后過(guò)濾，向?yàn)V液中加入10mol?L^-1的NaOH溶液，產(chǎn)生的沉淀的量與所加NaOH溶液的體積的關(guān)系如圖所示．試求：
①鹽酸的物質(zhì)的量濃度是多少？
②若b=2.3，則鋁土礦中氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？

Answer 1

分析：Fe₂O₃、Al₂O₃ 均能溶于鹽酸，根據(jù)加入氫氧化鈉后過(guò)一段時(shí)間才出現(xiàn)沉淀可知，鹽酸是過(guò)量的，F(xiàn)e₂O₃、Al₂O₃ 均已完全反應(yīng)；當(dāng)加入35ml氫氧化鈉時(shí)，溶液中的溶質(zhì)只有NaCl，即Na+和 Cl^-物質(zhì)的量相等，從而就能求出鹽酸的物質(zhì)的量及物質(zhì)的量濃度； 根據(jù)溶解氫氧化鋁消耗10ml NaOH溶液，就能知Al（OH）₃的物質(zhì)的量，從而就能求出氧化鋁的質(zhì)量以及在混合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：（1）由題目可知，m_{（ Fe2O3）═}100t×80%═80t              
冶煉得到的鐵的質(zhì)量：m_（Fe）═80t×（112÷160）═56t            
故得到的含F(xiàn)e95%的生鐵的質(zhì)量為：m═56t÷95%═58.9t          
答：得到含F(xiàn)e95%的生鐵的質(zhì)量為58.9t．      
（2）由圖象可知，加入氫氧化鈉后過(guò)一段時(shí)間才出現(xiàn)沉淀，可知鹽酸是過(guò)量的，F(xiàn)e₂O₃、Al₂O₃ 均已完全反應(yīng)為FeCl₃、AlCl₃，溶液中的溶質(zhì)為：FeCl₃、AlCl₃、HCl．        
待加入NaOH溶液35ml時(shí)，F(xiàn)e³⁺、Al³⁺已恰好完全沉淀，溶液中的溶質(zhì)只有NaCl，即_n（ Cl^-_）═n_（Na+），∴n（HCl）═n（NaOH）═10mol?L^-1×0.035L═0.35mol
∴c_（HCl）═0.35mol÷0.1L═3.5mol?L^-1       
答：鹽酸溶液的濃度為3.5mol?L^-1 
（3）由圖象可知，生成的氫氧化鋁溶解消耗的NaOH為10ml，設(shè)Al（OH）₃為 x mol                               
    Al（OH）₃ ～NaOH                                                                                                           
   1 mol          1 mol                       
  x mol        10mol?L^-1×0.01L                       
    解得x═0.1 mol          
  而 2Al（OH）₃ ～Al₂O₃  由此可知，n_（Al2O3）═0.05 mol  
鋁土礦中 Al₂O₃ 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω%═0.05 mol×102g/mol÷6g×100%═85% 
答：鋁土礦中 Al₂O₃ 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了關(guān)乎實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)的計(jì)算和有關(guān)鋁的化合物的圖象問題，綜合性較強(qiáng)，難度較大．