Question

准确称取6g铝土矿样品（含Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂），放入100mL某浓度的HCl溶液中（SiO₂不溶于HCl溶液），充分反应后过滤，向滤液中加入10mol/L的NaOH溶液，产生沉淀的质量m与加入NaOH溶液的体积的关系如图所示，求：
（1）原溶液中c（HCl）=

 

mol/L．
（2）若a=2.6mL，计算各组分的质量：m（Al₂O₃）=

 

g；m（SiO₂）=

 

g．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：计算题

分析：由图象可知，当加入NaOH溶液的体积为35ml时，沉淀的质量达到最大值，则此时溶液的溶质只有NaCl，根据Na元素守恒计算；根据溶解氢氧化铝消耗10ml NaOH溶液，就能知Al（OH）₃的物质的量，从而就能求出氧化铝的质量以及二氧化硅的质量．

解答： 解：（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NaCl，根据Na元素守恒，则有：n（HCl）=n（NaCl）=n（NaOH）=0.35mol，
c（HCl）=

0.35mol

0.1L

=3.5mol/L，故答案为：3.5；
（2）由图象可知，生成的氢氧化铝溶解消耗的NaOH为10ml，设Al（OH）₃为 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，而铝离子完全沉淀消耗氢氧化钠的物质的量为0.1mol×3=0.3mol，铁离子、铝离子完全沉淀消耗的氢氧化钠溶液的体积为35mL-2.6mL=32.4mL，故该阶段消耗n（NaOH）=0.0324L×10mol/L=0.324mol，故铁离子完全沉淀消耗的氢氧化钠的物质的量为0.324mol-0.3mol=0.024mol，
则铁离子完全沉淀消耗的氢氧化钠的体积为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；
故答案为：3.50 mol?L^-1；5.1；0.26．

点评：本题考查混合物的有关计算，题目难度中等，清楚图象中各阶段发生的反应是关键，注意根据守恒的计算，（3）中注意利用反应判断沉淀最大值时，溶液中的溶质，再利用守恒计算，可以简化计算过程