Question

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

(1)H₂SO₄溶液物質的量濃度為____________；

(2)若a=2.3,則用于沉淀Fe³⁺而消耗NaOH的體積是__________mL，鋁土礦中各組成成分的質量分數：Al₂O₃為__________，Fe₂O₃為__________，SiO₂為__________；

(3)a值的范圍應是__________，在這個范圍內，a值越大，__________的質量分數越小.

Answer 1

解析：弄清到35 mL、45 mL時沉淀的組成和質量，a到35 mL時沉淀量增多，有Al(OH)₃和Fe(OH)₃，35—45 mL時，Al(OH)₃溶解，45 mL時沉淀僅剩Fe(OH)₃。

(1)35 mL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=0.35 mol,n()=n(H₂SO₄)=c(H₂SO₄)×0.1 L。解得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溶液為30 mL。

n(Al₂O₃)=n(NaOH)=×(10 mol·L^-1×0.030 L)=0.05 mol。

w(Al₂O₃)=×100%=85%。

其他分析略去。

答案：(1)1.75 mol·L^-1  (2)2.7  85%  12%  3%  (3)1.625＜a＜5  Fe₂O₃