Question

準確稱取6g鋁土礦樣品（含Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂），放入100mL某濃度的HCl溶液中（SiO₂不溶于HCl溶液），充分反應(yīng)后過濾，向濾液中加入10mol/L的NaOH溶液，產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量m與加入NaOH溶液的體積的關(guān)系如圖所示，求：
（1）原溶液中c（HCl）=

 

mol/L．
（2）若a=2.6mL，計算各組分的質(zhì)量：m（Al₂O₃）=

 

g；m（SiO₂）=

 

g．

Answer 1

考點：有關(guān)混合物反應(yīng)的計算

專題：計算題

分析：由圖象可知，當加入NaOH溶液的體積為35ml時，沉淀的質(zhì)量達到最大值，則此時溶液的溶質(zhì)只有NaCl，根據(jù)Na元素守恒計算；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)量以及二氧化硅的質(zhì)量．

解答： 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(zhì)量達到最大值，則此時溶液的溶質(zhì)只有NaCl，根據(jù)Na元素守恒，則有：n（HCl）=n（NaCl）=n（NaOH）=0.35mol，
c（HCl）=

0.35mol

0.1L

=3.5mol/L，故答案為：3.5；
（2）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 Xmol，
     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，所以m（Al₂O₃）═5.1g，而鋁離子完全沉淀消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量為0.1mol×3=0.3mol，鐵離子、鋁離子完全沉淀消耗的氫氧化鈉溶液的體積為35mL-2.6mL=32.4mL，故該階段消耗n（NaOH）=0.0324L×10mol/L=0.324mol，故鐵離子完全沉淀消耗的氫氧化鈉的物質(zhì)的量為0.324mol-0.3mol=0.024mol，
則鐵離子完全沉淀消耗的氫氧化鈉的體積為V=

n

c

=

0.024mol

10mol/L

=0.0024L=2.4ml，
故n（Fe³⁺）=

0.024mol

3

=0.008mol，故m（Fe₂O₃）=0.008mol×

1

2

×160g/mol=0.64g，m（SiO₂）=6-0.64-5.1=0.26g；
故答案為：3.50 mol?L^-1；5.1；0.26．

點評：本題考查混合物的有關(guān)計算，題目難度中等，清楚圖象中各階段發(fā)生的反應(yīng)是關(guān)鍵，注意根據(jù)守恒的計算，（3）中注意利用反應(yīng)判斷沉淀最大值時，溶液中的溶質(zhì)，再利用守恒計算，可以簡化計算過程