Question

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時所發生的反應的離子方程式為

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？

Answer 1

分析：（1）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n=cV計算該階段消耗的n（NaOH），再根據方程式計算氫氧化鋁的物質的量，利用鋁元素守恒計算n（Al₂O₃）；
（3）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，根據鈉離子守恒計算硫酸鈉的物質的量，再根據硫酸根守恒計算原硫酸溶液中n（H₂SO₄），再根據c=

n

V

計算．

解答：解：（1）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，離子方程式為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（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，根據方程式Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O可知，氫氧化鋁的物質的量為0.1mol，根據鋁元素守恒可知n（Al₂O₃）=0.1mol×

1

2

=0.05mol，
答：鋁土礦中Al₂O₃的物質的量為0.05mol；
（3）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Na元素守恒有n（Na₂SO₄）=

1

2

n（NaOH）=

1

2

×0.35mol=0.175mol，
根據硫酸根守恒，則有：n（H₂SO₄）=0.175mol，
所以原硫酸溶液中c（H₂SO₄）=

0.175mol

0.1L

=1.75mol/L，
答：稀硫酸溶液的物質的量濃度為1.75mol/L．

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生的反應是關鍵，注意根據守恒的計算，（3）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．