Question

准确称取铝土矿（含SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃）样品6 g放入盛有100 mL H₂SO₄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的溶液，产生沉淀的物质的量（y mol）与加入NaOH溶液的体积（x mL）的关系如图3-7所示，则：

图3-7

（1）所用H₂SO₄的物质的量浓度为多少？

（2）若b=2.75 mL，则铝土矿中各组成成分的质量是多少？

Answer 1

思路解析：（1）此题与镁铝混合物先加酸再加碱的问题类似。由图可以看出当加进去的NaOH溶液体积为35 mL时沉淀的量最多，此时溶液与Na₂SO₄溶液中的H⁺量相等，因此

c（H₂SO₄）==1.75（mol·L^-1）

（2）b=2.75 mL时，因为Al₂O₃—Al³⁺—2Al（OH）₃—2OH^-—2，而溶解Al（OH）₃所需的NaOH溶液为10 mL，所以样品中有Al₂O₃质量为：0.5×10 mol·L^-1×0.01 L×102 g·mol^-1=5.1 g，沉淀Al³⁺所需NaOH为溶解Al（OH）₃所用NaOH量的3倍，即30 mL，故沉淀Fe³⁺所用NaOH为35-30-2.75=2.25（mL）。

Fe₂O₃质量为：10×0.002 25×1/6×160=0.6 （g）

SiO₂的质量为：6 g - 5.1 g-0.6 g=0.3 g

答案：（1）所用H₂SO₄的物质的量浓度为1.75 mol·L^-1。

（2）若b=2.75 mL，SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃的质量分别为：0.3 g、5.1 g、0.6 g。