Question

准确称取6 g铝土矿样品(含Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂)放入盛有100 mL某浓度的硫酸溶液的烧杯中，充分反应后过滤，向滤液中加入10 mol·L^-1的NaOH溶液，产生的沉淀的质量m与加入NaOH溶液的体积V的关系如下图所示。请填空回答：

(1)H₂SO₄溶液物质的量浓度为____________；

(2)若a=2.3,则用于沉淀Fe³⁺而消耗NaOH的体积是__________mL，铝土矿中各组成成分的质量分数：Al₂O₃为__________，Fe₂O₃为__________，SiO₂为__________；

(3)a值的范围应是__________，在这个范围内，a值越大，__________的质量分数越小.

Answer 1

解析：弄清到35 mL、45 mL时沉淀的组成和质量，a到35 mL时沉淀量增多，有Al(OH)₃和Fe(OH)₃，35—45 mL时，Al(OH)₃溶解，45 mL时沉淀仅剩Fe(OH)₃。

(1)35 mL时，沉淀最多，溶液为Na₂SO₄溶液，据电荷守恒，n(Na⁺)=2n(),又据元素守恒，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溶液为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