Question

8．有19.7g由Fe、FeO、Al、Al₂O₃组成的混合物，将它完全溶解在540mL 2.00mol•L^-1的H₂SO₄溶液中，收集到标准状况下的气体8.96L．已知混合物中，Fe、FeO、Al、Al₂O₃的质量分数分别为0.284、0.183、0.274和0.259．欲使溶液中的金属阳离子完全转化为氢氧化物沉淀，至少应加入2.70mol•L^-1的NaOH溶液的体积是多少？

Answer 1

分析 Fe、FeO、Al、Al₂O₃组成的混合物，完全溶解在H₂SO₄溶液中生成硫酸亚铁、硫酸铝，硫酸可能有剩余，再向反应后的溶液中加入NaOH溶液使溶液中的金属阳离子完全转化为氢氧化物沉淀，则加入的NaOH恰好与硫酸铝、硫酸亚铁、可能剩余的硫酸反应得到硫酸钠溶液与氢氧化物沉淀，根据硫酸根守恒有n（Na₂SO₄）=n（H₂SO₄），根据钠离子守恒有n（NaOH）=2n（Na₂SO₄），再根据V=$\frac{n}{c}$计算NaOH溶液体积．

解答 解：Fe、FeO、Al、Al₂O₃组成的混合物，完全溶解在H₂SO₄溶液中生成硫酸亚铁、硫酸铝，硫酸可能有剩余，再向反应后的溶液中加入NaOH溶液使溶液中的金属阳离子完全转化为氢氧化物沉淀，则加入的NaOH恰好与硫酸铝、硫酸亚铁、可能剩余的硫酸反应得到硫酸钠溶液与氢氧化物沉淀，
根据硫酸根守恒有n（Na₂SO₄）=n（H₂SO₄）=0.54L×2.00mol•L^-1=1.08mol，根据钠离子守恒有n（NaOH）=2n（Na₂SO₄）=1.08mol×2=2.16mol，故加入2.70mol•L^-1的NaOH溶液体积为$\frac{2.16mol}{2.7mol•{L}^{-1}}$=0.8L=800mL，
答：欲使溶液中的金属阳离子完全转化为氢氧化物沉淀，至少应加入2.70mol•L^-1的NaOH溶液的体积是800mL．

点评 本题考查混合物的计算、物质的量浓度有关计算，难度中等，理解反应过程根据离子守恒计算是关键，侧重对学生思维能力的考查．