时间:2016-12-30 11:12:14
实验题 (8分)准确称取12 g铝土矿样品(含Al2O3、Fe2O3、SiO2)放入盛有100 mL某浓度硫酸溶液的烧杯中，充分反应后过滤，向滤液 中加入10 mol·L－1的NaOH溶液，产生的沉淀质量m与加入的NaOH溶液的体积V的关系如图所示：
请填空回答：
（1）H2SO4溶液的物质的量浓度为_________________。
（2）若a=4.6，用于沉淀Fe3＋消耗NaOH的体积是____________mL，铝土矿中各成分的质量分数：Al2O3为______________， SiO2为______________。
实验题 &nb 91ExAm.orgsp;(8分)准确称取12 g铝土矿样品(含Al2O3、Fe2O3、SiO2)放入盛有100 mL某浓度硫酸溶液的烧杯中，充分反应后过滤，向滤液中加入10 mol·L－1的NaOH溶液，产生的沉淀质量m与加入的NaOH溶液的体积V的关系如图所示：
请填空回答：
（1）H2SO4溶液的物质的量浓度为_________________。
（2）若a=4.6，用于沉淀Fe3＋消耗NaOH的体积是____________mL，铝土矿中各成分的质量分数：Al2O3为______________， SiO2为______________。
本题答案：（1）3.5 mol?L－1 （2）5.4 mL&
本题解析：
试题分析：Oa段意味着H2SO4过量，到70 mL时的沉淀最多，有Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，到90 mL时仅剩下Fe(OH)3沉淀。加入20 mL、10 mol·L－1 NaOH，把Al(OH)3↓全部转化成AlO2－ 。（1）70 mL时沉淀最多，溶液为Na2SO4溶液，据电荷守恒，n(Na＋)=2n(SO42－ )。又据元素守恒，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为60 mL，若a=4.6，用于沉淀Fe3＋消耗NaOH的体积是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的质量分数为=10.2/12×100%=85%，沉淀铁离子消耗NaOH的物质的量为10×0.0054=0.054moL，根据Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3，铁离子的物质的量为0.018moL，Fe2O3的质量分数为[(0.009×160)÷12]×100%=12%，SiO2的质量分数为3%。
考点：考查铝、铁及其化合物的有关计算。
本题所属考点：【物质的量】
本题难易程度：【一般】