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准确称取铝土矿(含SiO2、Al2O3、Fe2O3)样品6 g放入盛有100 mL H2SO4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的溶液,产生沉淀的物质的量(y mol)与加入NaOH溶液的体积(x mL)的关系如图3-7所示,则:

图3-7

(1)所用H2SO4的物质的量浓度为多少?

(2)若b=2.75 mL,则铝土矿中各组成成分的质量是多少?

答案

思路解析:(1)此题与镁铝混合物先加酸再加碱的问题类似。由图可以看出当加进去的NaOH溶液体积为35 mL时沉淀的量最多,此时溶液与Na2SO4溶液中的H+量相等,因此

c(H2SO4)==1.75(mol·L-1

(2)b=2.75 mL时,因为Al2O3—Al3+—2Al(OH)3—2OH-—2,而溶解Al(OH)3所需的NaOH溶液为10 mL,所以样品中有Al2O3质量为:0.5×10 mol·L-1×0.01 L×102 g·mol-1=5.1 g,沉淀Al3+所需NaOH为溶解Al(OH)3所用NaOH量的3倍,即30 mL,故沉淀Fe3+所用NaOH为35-30-2.75=2.25(mL)。

Fe2O3质量为:10×0.002 25×1/6×160=0.6 (g)

SiO2的质量为:6 g - 5.1 g-0.6 g=0.3 g

答案:(1)所用H2SO4的物质的量浓度为1.75 mol·L-1

(2)若b=2.75 mL,SiO2、Al2O3、Fe2O3的质量分别为:0.3 g5.1 g0.6 g

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