Question

現(xiàn)有SiO₂、Fe₂O₃和Al₂O₃的混合物共42.2g，向其中加入2.0L一定濃度的鹽酸，充分反應(yīng)后過濾，再向?yàn)V液中滴加NaOH溶液．在滴加的過程中，產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量和加入NaOH的物質(zhì)的量關(guān)系如圖所示．求：
（1）所用鹽酸的物質(zhì)的量濃度；
（2）混合物中Al₂O₃的質(zhì)量；
（3）a的取值范圍為多少？

Answer 1

分析：由圖象可知，向?yàn)V液中加入NaOH溶液，沒有沉淀生成，說明鹽酸有剩余，繼續(xù)加入NaOH溶液，當(dāng)加入氫氧化鈉共2.2時(shí)，沉淀量最大，此時(shí)溶液溶質(zhì)為氯化鈉，根據(jù)鈉元素、氯離子守恒有n（HCl）=n（NaCl）=n（NaOH），再根據(jù)c=

n

V

計(jì)算原鹽酸物質(zhì)的量濃度．根據(jù)氫氧化鋁沉淀全部溶解消耗氫氧化鈉的量可以計(jì)算氫氧化鋁的量，根據(jù)元素守恒可以確定混合物中氧化鋁的質(zhì)量．

解答：解：（1）當(dāng)加入氫氧化鈉共2.2mol時(shí)，沉淀量最大，此時(shí)溶液溶質(zhì)為氯化鈉，根據(jù)鈉元素、氯離子守恒有n（HCl）=n（NaCl）=n（NaOH）=2.2mol，所以n（HCl）=2.2mol，故原鹽酸物質(zhì)的量濃度為

2.2mol

2L

=1.1mol/L，答：所用鹽酸的物質(zhì)的量濃度是1.1mol/L；
（2）根據(jù)反應(yīng)式：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，當(dāng)消耗0.2mol氫氧化鈉時(shí)，氫氧化鋁全部溶解，所以氫氧化鋁的物質(zhì)的量是0.2mol，根據(jù)鋁元素守恒，所以氧化鋁的物質(zhì)的量是0.1mol，質(zhì)量m（Al₂O₃）=0.1mol×102g/mol=10.2g，答：混合物中Al₂O₃的質(zhì)量為10.2g；
（3）根據(jù)混合物的總質(zhì)量是42.2g，氧化鋁質(zhì)量是10.2g，所以氧化鐵和二氧化硅的總質(zhì)量是32g，即氧化鐵的質(zhì)量位于0-32g之間，物質(zhì)的量是0-0.2mol之間，0.1mol的氧化鋁消耗0.6mol的氫氧化鈉，所以氧化鋁和氧化鐵消耗鹽酸的物質(zhì)的量范圍是0.6mol-1.8mol，對(duì)應(yīng)反應(yīng)后剩余氫氧化鈉的物質(zhì)的量是0.4mol-1.6mol，中和這些氫氧化鈉消耗鹽酸的物質(zhì)的量是0.4mol-1.6mol，即a的取值范圍為是0.4＜a＜1.6，故答案為：0.4＜a＜1.6．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)計(jì)算，涉及方程式的計(jì)算、混合物的計(jì)算、圖象計(jì)算等，難度中等，清楚圖象各段反應(yīng)是解題的關(guān)鍵．