Question

准确称取6 g铝土矿样品（含Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂）放入盛100 mL某浓度的H₂SO₄溶液烧杯中，充分反应后过滤，向滤液中加入10 mol·L^－1的NaOH溶液，产生沉淀的质量W与加入NaOH溶液的体积V的关系如图所示。

求（1）H₂SO₄溶液的物质的量浓度是多少？

（2）若A=2.3 mL，铝土矿中Al₂O₃的质量百分含量是多少？

Answer 1

（1）1.75 mol·L^－1  (2)85%

解析:

分析图象时要紧紧抓住起点（A点）、拐点（B点、C点），把隐含因素挖掘出来，使整个过程清晰、连续地展现在眼前。

弄清OA、O到35、45时沉淀的组成和质量。OA段意味着H₂SO₄过量，O到35时的B点沉淀最多，有Al(OH)₃↓、Fe(OH)₃↓，C点仅剩下Fe(OH)₃。

加入10 mol·L^－1 NaOH，即把Al(OH)₃↓AlO。

（1）B点时沉淀最多，溶液为Na₂SO₄溶液，据电荷守恒，n(Na^＋)=2n(SO)。又据元素守恒，n(Na^＋)=n(NaOH)=10 mol·L^－1×0.035 L,n(SO)=n(H₂SO₄)=c(H₂SO₄)×0.1,所以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为30 mL。

n(Al₂O₃)=n(NaOH)=×(10 mol·L^－1×0.03 L)=0.05 mol

m(Al₂O₃)=0.05 mol×102 g/mol=5.1 g

Al₂O₃%=×100%=85%