Question

準確稱取6 g鋁土礦樣品(含Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂)放入盛100 mL某濃度的H₂SO₄溶液燒杯中，充分反應后過濾，向濾液中加入10 mol·L^-1的NaOH溶液，產生沉淀的質量m與加入NaOH溶液的體積V的關系如下圖所示。

求:(1)H₂SO₄溶液的物質的量濃度是多少?

(2)若A=2.3 mL，鋁土礦中Al₂O₃的質量分數是多少?

Answer 1

(1)1.75  mol·L^-1  (2)85%

解析：分析圖象時要緊緊抓住起點(A點)、拐點(B點、C點)，把隱含因素挖掘出來，使整個過程清晰、連續地展現在眼前。

    弄清OA、O到35、45時沉淀的組成和質量。OA段意味著H₂SO₄過量，O到35時的B點沉淀最多，有Al(OH)₃、Fe(OH)₃，C點僅剩下Fe(OH)₃。

加入10  mol·L^-1NaOH，

即把Al(OH)₃—

(1)B點時沉淀最多，溶液為Na₂SO₄溶液，據電荷守恒，n(Na⁺)=2n()。

又據元素守恒，

n(Na⁺)=n(NaOH)=10 mol·L^-1×0.035 L,

n()=n(H₂SO₄)=c(H₂SO₄)×0.1，所以c(H₂SO₄)=1.75 mol·L^-1。

(2)沉淀Al³⁺所耗OH^-的量，是使Al(OH)₃溶解所耗OH^-的3倍，即沉淀Al³⁺所耗NaOH為30 mL。n(Al₂O₃)=1/6n(NaOH)=1/6×(10 mol·L^-1×0.03 L)=0.05 mol

m(Al₂O₃)=0.05 mol×102 g·mol^-1=5.1 g

w(Al₂O₃)=(5.1 g/6 g)×100%=85%。