Question

【题目】将Fe2O3、Al2O3两种固体混合物溶于100mL稀硫酸中，向反应后的溶液中缓慢加入NaOH溶液，加入NaOH溶液的体积与生成沉淀的质量关系如图所示，试回答：

（1）原混合物中Fe2O3的质量是____________g。

（2）所用NaOH溶液物质的量浓度为___________。

（3）稀硫酸物质的量浓度为______________。

Answer 1

【答案】165 mol/L6.5 mol/L

【解析】

（1）由图象可知，从开始至加入NaOH溶液20mL，没有沉淀生成，说明硫酸溶解氧化铝、氧化铁后硫酸有剩余，此时发生的反应为H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O，即最初加入的20mLNaOH溶液的作用是中和剩余的硫酸。从20mL～260mL氢氧化钠沉淀铁离子和铝离子，从260mL～300mL，NaOH溶解氢氧化铝，发生反应NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O，这说明最终得到的21.4g沉淀是氢氧化铁的质量，氢氧化铁的物质的量是21.4g÷107g/mol＝0.2mol，根据铁元素守恒可知氧化铁的物质的量是0.1mol，质量是0.1mol×160g/mol＝16g；

（2）从260mL～300mL，NaOH溶解氢氧化铝，发生反应NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O，氢氧化铝的质量是37g-21.4g＝15.6g，物质的量是15.6g÷78g/mol＝0.2mol，消耗NaOH为0.2mol，所以氢氧化钠的浓度为0.2mol÷0.04L＝5mol/L；

（3）当V（NaOH溶液）＝260mL时，沉淀量最大，此时为Fe(OH)3和Al(OH)3，溶液中溶质为Na2SO4，根据钠元素守恒2n（Na2SO4）＝n（NaOH），故n（Na2SO4）＝0.5×0.26L×5mol/L＝0.65mol，根据硫酸根守恒n（H2SO4）＝n（Na2SO4）＝0.65mol，则c（H2SO4）＝0.65mol÷0.1L＝6.5mol/L。