准确称取6g铝土矿样品(含Al2O3.Fe2O3.SiO2)放入盛有100mL某浓度硫酸溶液的烧杯中.充分反应后过滤.向滤液中加入10mol?L-1的NaOH溶液.产生的沉淀质量m与加入的NaOH溶液的体积V的关系如图所示．请回答下列问题:(1)B点时.沉淀的成分是．(2)OA段发生反应的离子方程式为 ,BC段发生反应的离子方程式为．(3)H2SO4溶液的物质� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

准确称取6g铝土矿样品（含Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂）放入盛有100mL某浓度硫酸溶液的烧杯中，充分反应后过滤，向滤液中加入10mol?L^-1的NaOH溶液，产生的沉淀质量m与加入的NaOH溶液的体积V的关系如图所示．请回答下列问题：
（1）B点时，沉淀的成分是

．
（2）OA段发生反应的离子方程式为

；BC段发生反应的离子方程式为

．
（3）H₂SO₄溶液的物质的量浓度为

mol/L．
（4）该铝土矿样品中，Al₂O₃的质量分数为

，Fe₂O₃的质量分数为

．

考点：离子方程式的有关计算

专题：计算题

分析：根据Al₂O₃是两性氧化物，既溶液强酸又溶于强碱；Fe₂O₃只溶于强酸，不溶于碱，SiO₂只溶于强碱，不溶于酸；铝土矿样品，放入盛有100mL H₂SO₄溶液的烧杯中，充分反应后过滤，所得溶液中含有Al³⁺、Fe³⁺，由图象可知，向滤液中加入10mol?L^-1的NaOH溶液，没有沉淀生成，说明硫酸有剩余，继续加入NaOH溶液，铁离子变成氢氧化铁沉淀，将铝离子变成为氢氧化铝沉淀，当加入氢氧化钠共35mL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=

计算；
从35mL～45mL加入的10mL氢氧化钠完全溶解氢氧化铝，发生反应：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，最后剩余固体为氢氧化铁，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），根据m=nM计算氧化铝的质量，根据质量分数定义计算；
利用铝元素守恒计算溶液中n（Al³⁺），进而计算铝离子完全沉淀消耗的氢氧化钠的物质的量，根据n=cV计算铁离子、铝离子完全消耗的n（NaOH），进而计算n（Fe³⁺），利用铁元素守恒计算n（Fe₂O₃），根据m=nM计算氧化铁的质量，根据质量分数定义计算．

解答： 解：（1）B点时，铁离子变成氢氧化铁沉淀，将铝离子变成氢氧化铝沉淀，B点时，沉淀的成分是氢氧化铝和氢氧化铁；
故答案为：氢氧化铝和氢氧化铁；
（2）由图象可知，向滤液中加入10mol?L^-1的NaOH溶液，没有沉淀生成，说明硫酸有剩余，OA段是硫酸与氢氧化钠反应，离子方程式为：H⁺+OH^-=H₂O；BC段氢是氧化钠完全溶解氢氧化铝，发生反应的离子方程式为：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
故答案为：H⁺+OH^-=H₂O；Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（3）加入氢氧化钠35mL时，沉淀量最大，此时溶液溶质为硫酸钠，根据Na元素守恒有n（Na₂SO₄）=

n（NaOH）=

×0.035L×10mol?L^-1=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，
故答案为：1.75；
（4）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^-1=0.1mol，根据方程式Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O可知，n[Al（OH）₃]=0.1mol，故溶液中n（Al³⁺）=0.1mol，根据Al元素守恒可知n（Al₂O₃）=

×0.1mol=0.05mol，则m（Al₂O₃）=0.05mol×102g/mol=5.1g；
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-2.3mL=32.7mL，故该阶段消耗n（NaOH）=0.0327L×10mol/L=0.327mol，故铁离子完全沉淀消耗的氢氧化钠的物质的量为0.327mol-0.3mol=0.027mol，
则铁离子完全沉淀消耗的氢氧化钠的体积为V=

0.027mol

10mol?L-1

=0.0027L=2.7ml，故n（Fe³⁺）=

0.027mol

=0.009mol，故m（Fe₂O₃）=0.009mol×

×160g/mol=0.72g，m（SiO₂）=6-0.72-5.1=0.18g；
铝土矿中各组成成分的质量分数为：Al₂O₃ 为

5.1g

×100%=85%，Fe₂O₃ 为

0.72g

×100%=12%；
故答案为：85%；12%．

点评：本题考查混合物的有关计算，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，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．

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