取6g鋁土礦(含Al2O3、Fe2O3、SiO2)樣品,放入盛有100mL H2SO4溶液的燒杯中,充分反應后過濾,向濾液中加入10mol/L的NaOH溶液,產(chǎn)生沉淀的量與所加NaOH溶液的體積的關系如圖所示.試求:
(1)硫酸溶液的物質的量濃度.
(2)若b=2.3,則鋁土礦中氧化鐵的質量分數(shù)是多少?

解:(1)當加入NaOH溶液的體積為35ml時,n(NaOH)=0.035L×10mol/L=0.35mol,
此時沉淀的質量達到最大值,則此時溶液的溶質只有Na2SO4,
根據(jù)Na元素守恒有n(Na2SO4)=n(NaOH)=×0.35mol=0.175mol,
根據(jù)硫酸根守恒,則有:n(H2SO4)=0.175mol,
所以原硫酸溶液中c(H2SO4)==1.75mol/L,
答:稀硫酸溶液的物質的量濃度為1.75mol/L;
(2)從35mL~45mL加入的10mL氫氧化鈉完全溶解氫氧化鋁,該階段消耗的n(NaOH)=0.01L×10mol/L=0.1mol,根據(jù)方程式Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O可知,n[Al(OH)3]=0.1mol,故溶液中n(Al3+)=0.1mol,鋁離子完全沉淀消失氫氧化鈉為0.1mol×3=0.3mol,鐵離子、鋁離子完全消耗的氫氧化鈉溶液的體積為35mL-2.3mL=32.7mL,故該階段消耗n(NaOH)=0.0327L×10mol/L=0.327mol,故鐵離子完全沉淀消耗的氫氧化鈉為0.327mol-0.3mol=0.027mol,故n(Fe3+)==0.009mol,故m(Fe2O3)=0.009mol××160g/mol=0.72g,故Fe2O3的質量分數(shù)為×100%=12%
答:鋁土礦中Fe2O3的質量分數(shù)為12%.
分析:(1)加入35mL氫氧化鈉溶液時,沉淀量最大,此時溶液中溶質為硫酸鈉,根據(jù)鈉離子守恒計算硫酸鈉的物質的量,再根據(jù)硫酸根守恒計算原硫酸溶液中n(H2SO4),再根據(jù)c=計算;
由圖可知,加入35mL氫氧化鈉溶液時,沉淀量最大,NaOH溶液的體積超過35mL時,過量的氫氧化鈉與氫氧化鋁反應:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O;
(2)從35mL~45mL加入的10mL氫氧化鈉完全溶解氫氧化鋁,根據(jù)n=cV計算該階段消耗的n(NaOH),再根據(jù)方程式計算氫氧化鋁的物質的量,利用鋁元素守恒計算溶液中n(Al3+),進而計算鋁離子完全沉淀消耗的氫氧化鈉的物質的量,根據(jù)n=cV計算鐵離子、鋁離子完全消耗的n(NaOH),進而計算n(Fe3+),利用鐵元素守恒計算n(Fe2O3),根據(jù)m=nM計算氧化鐵的質量,根據(jù)質量分數(shù)定義計算.
點評:本題考查混合物的有關計算,難度中等,清楚圖象中各階段發(fā)生的反應是關鍵,注意根據(jù)守恒的計算,(1)中注意利用反應判斷沉淀最大值時,溶液中的溶質,再利用守恒計算,可以簡化計算過程.
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科目:高中化學 來源: 題型:

準確稱取6g鋁土礦(含Al2O3、Fe2O3、SiO2)樣品,放入盛有100mL 稀H2SO4溶液的燒杯中,充分反應后過濾去掉沉淀,向濾液中加入10mol/L的NaOH溶液,產(chǎn)生沉淀的質量和加入的NaOH溶液的體積(mL)如圖所示.試回答下列問題:
(1)當加入NaOH溶液的體積超過35mL時所發(fā)生的反應的離子方程式為
Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O

(2)鋁土礦中Al2O3的物質的量是多少?
(3)若b=2.6,稀硫酸溶液的物質的量濃度為多少?

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