准确称取22.7g某矿石样品(含Al2O3、Fe2O3和不溶于水和酸的杂质),放入盛有100mL某浓度的硫酸的烧杯中,充分反应后过滤,向滤液中加入10mol/L的NaOH溶液,产生的沉淀的质量m与加入NaOH溶液的体积V的关系如图所示.请回答:(1)硫酸的物质的量浓度是多少?(2)若a=10,矿石样品中Fe2O3的质量是多少?(3)试计算a的取值范围.

问题描述:

准确称取22.7g某矿石样品(含Al2O3、Fe2O3和不溶于水和酸的杂质),放入盛有100mL某浓度的硫酸的烧杯中,充分反应后过滤,向滤液中加入10mol/L的NaOH溶液,产生的沉淀的质量m与加入NaOH溶液的体积V的关系如图所示.请回答:
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(1)硫酸的物质的量浓度是多少?
(2)若a=10,矿石样品中Fe2O3的质量是多少?
(3)试计算a的取值范围.

(1)依据图象分析可知,当生成最大量沉淀时,依据硫酸根离子,钠离子守恒,最后生成硫酸钠,2NaOH~H2SO4,氢氧化钠物质的量=0.1L×10mol/L=1mol/L,反应的硫酸物质的量为0.5mol,硫酸物质的量浓度=0.5mol0.1L=5mol...
答案解析:由图可知,加入100mL氢氧化钠溶液时,沉淀量最大,NaOH溶液的体积超过100mL时,过量的氢氧化钠与氢氧化铝反应:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,离子方程式为:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,消耗氢氧化钠溶液体积10ml,反应为Al(OH)3+OH-=AlO2-+H2O,图象分析可知,溶解矿石加入的硫酸过量,开始先发生反应OH-+H+=H2O,Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,Al3++3OH-=Al(OH)3↓;依据定量关系分析计算;
考试点:镁、铝的重要化合物;化学方程式的有关计算;铁的氧化物和氢氧化物.
知识点:本题考查混合物的有关计算,难度中等,清楚图象中各阶段发生的反应是关键,注意根据守恒的计算,(3)中注意利用反应判断沉淀最大值时,溶液中的溶质,再利用守恒计算,可以简化计算过程.