Question

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）当加入NaOH溶液的体积超过35mL时所发生的反应的离子方程式为

Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O

（2）铝土矿中Al₂O₃的物质的量是多少？
（3）若b=2.6，稀硫酸溶液的物质的量浓度为多少？

Answer 1

分析：（1）由图可知，加入35mL氢氧化钠溶液时，沉淀量最大，NaOH溶液的体积超过35mL时，过量的氢氧化钠与氢氧化铝反应：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O；
（2）从35mL～45mL加入的10mL氢氧化钠完全溶解氢氧化铝，根据n=cV计算该阶段消耗的n（NaOH），再根据方程式计算氢氧化铝的物质的量，利用铝元素守恒计算n（Al₂O₃）；
（3）加入35mL氢氧化钠溶液时，沉淀量最大，此时溶液中溶质为硫酸钠，根据钠离子守恒计算硫酸钠的物质的量，再根据硫酸根守恒计算原硫酸溶液中n（H₂SO₄），再根据c=

n

V

计算．

解答：解：（1）由图可知，加入35mL氢氧化钠溶液时，沉淀量最大，NaOH溶液的体积超过35mL时，过量的氢氧化钠与氢氧化铝反应：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，离子方程式为：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（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，氢氧化铝的物质的量为0.1mol，根据铝元素守恒可知n（Al₂O₃）=0.1mol×

1

2

=0.05mol，
答：铝土矿中Al₂O₃的物质的量为0.05mol；
（3）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）=

1

2

n（NaOH）=

1

2

×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）=

0.175mol

0.1L

=1.75mol/L，
答：稀硫酸溶液的物质的量浓度为1.75mol/L．

点评：本题考查混合物的有关计算，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．