Question

準(zhǔn)確稱取6g鋁土礦（含Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂）樣品，放入盛有100mL 稀H₂SO₄溶液的燒杯中，充分反應(yīng)后過濾去掉沉淀A，向?yàn)V液中加入10mol/L的KOH溶液，產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量和加入的KOH溶液的體積（mL）如右圖所示．

試回答下列問題：
（1）沉淀A是

 

（填化學(xué)式），當(dāng)加入KOH溶液的體積超過35mL時(shí)所發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為

 

（2）鋁土礦中Al₂O₃的物質(zhì)的量是多少？
（3）稀硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度為多少？（忽略溶液體積的變化）

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：（1）二氧化硅是酸性氧化物不溶于酸，所以沉淀為二氧化硅，由圖可知，加入35mL氫氧化鉀溶液時(shí)，沉淀量最大，KOH溶液的體積超過35mL時(shí)，過量的氫氧化鉀與氫氧化鋁反應(yīng)：Al（OH）₃+OH^-=2H₂O+AlO₂^-；
（2）從35mL～45mL加入的10mL氫氧化鉀完全溶解氫氧化鋁，根據(jù)n=cV計(jì)算該階段消耗的n（KOH），再根據(jù)方程式計(jì)算氫氧化鋁的物質(zhì)的量，利用鋁元素守恒計(jì)算溶液中n（Al³⁺），求鋁土礦中Al₂O₃的物質(zhì)的量；
（3）加入35mL氫氧化鉀溶液時(shí)，沉淀量最大，此時(shí)溶液中溶質(zhì)為硫酸鉀，根據(jù)鉀離子守恒計(jì)算硫酸鉀的物質(zhì)的量，再根據(jù)硫酸根守恒計(jì)算原硫酸溶液中n（H₂SO₄），再根據(jù)c=

n

V

計(jì)算．

解答： 解：（1）二氧化硅是酸性氧化物不溶于酸，所以沉淀為二氧化硅，由圖可知，加入35mL氫氧化鉀溶液時(shí)，沉淀量最大，KOH溶液的體積超過35mL時(shí)，過量的氫氧化鉀與氫氧化鋁反應(yīng)的離子方程式為：Al（OH）₃+OH^-=2H₂O+AlO₂^-，故答案為：SiO₂； Al（OH）₃+OH^-=2H₂O+AlO₂^-；
（2）從35mL～45mL加入的10mL氫氧化鉀完全溶解氫氧化鋁，該階段消耗的n（KOH）=0.01L×10mol/L=0.1mol，根據(jù)方程式Al（OH）₃+KOH=KAlO₂+2H₂O可知，n[Al（OH）₃]=0.1mol，故溶液中n（Al³⁺）=0.1mol，所以n（Al₂O₃）=0.05mol，答：鋁土礦中Al₂O₃的物質(zhì)的量是0.05mol；
（3）當(dāng)加入KOH溶液的體積為35ml時(shí)，n（KOH）=0.035L×10mol/L=0.35mol，
此時(shí)沉淀的質(zhì)量達(dá)到最大值，則此時(shí)溶液的溶質(zhì)只有K₂SO₄，
根據(jù)K元素守恒有n（K₂SO₄）=

1

2

n（KOH）=

1

2

×0.35mol=0.175mol，
根據(jù)硫酸根守恒，則有：n（H₂SO₄）=0.175mol，
所以原硫酸溶液中c（H₂SO₄）=

0.175mol

0.1L

=1.75mol/L，
答：稀硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度為1.75mol/L．

點(diǎn)評(píng)：本題考查混合物的有關(guān)計(jì)算，難度中等，清楚圖象中各階段發(fā)生的反應(yīng)是關(guān)鍵，注意根據(jù)守恒的計(jì)算，注意利用反應(yīng)判斷沉淀最大值時(shí)，溶液中的溶質(zhì)，再利用守恒計(jì)算，可以簡化計(jì)算過程．