Question

【题目】准确称取6g铝土矿（含Al2O3、Fe2O3、SiO2）样品，放入盛有100mL 稀H2SO4溶液的烧杯中，充分反应后过滤去掉沉淀，向滤液中加入10mol/L的NaOH溶液，产生沉淀的质量和加入的NaOH溶液的体积（mL）如图所示。试回答下列问题：

（1）硫酸溶液的物质的量浓度。___

（2）若b＝2.3时，求Al2O3和Fe2O3的质量分数。___、___

Answer 1

【答案】1.75mol/L 85% 12%

【解析】

（1）当加入NaOH溶液的体积为35ml时，n（NaOH）＝0.035L×10mol/L＝0.35mol，

此时沉淀的质量达到最大值，则此时溶液的溶质只有Na2SO4，根据Na元素守恒有n（Na2SO4）＝n（NaOH）＝×0.35mol＝0.175mol，根据硫酸根守恒，则有：n（H2SO4）＝0.175mol，所以原硫酸溶液中c（H2SO4）＝＝1.75mol/L，故答案为：稀硫酸溶液的物质的量浓度为1.75mol/L；

（2）从35mL～45mL加入的10mL氢氧化钠完全溶解氢氧化铝，该阶段消耗的n（NaOH）＝0.01L×10mol/L＝0.1mol，根据方程式Al（OH）3+NaOH＝NaAlO2+2H2O可知，n[Al（OH）3]＝0.1mol，故溶液中n（Al3+）＝0.1mol，n（Al2O3）＝0.05mol，其质量为0.05mol×102g/mol＝5.1g，故Al2O3的质量分数为×100%＝85%；铝离子完全沉淀消耗的氢氧化钠为0.1mol×3＝0.3mol，铁离子、铝离子完全消耗的氢氧化钠溶液的体积为35mL﹣2.3mL＝32.7mL，故该阶段消耗n（NaOH）＝0.0327L×10mol/L＝0.327mol，故铁离子完全沉淀消耗的氢氧化钠为0.327mol﹣0.3mol＝0.027mol，故n（Fe3+）＝＝0.009mol，故m（Fe2O3）＝0.009mol××160g/mol＝0.72g，故Fe2O3的质量分数为×100%＝12%，

故答案为： 85%；12%。