Question

準確稱取6 g鋁土礦樣品（含Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂）放入盛100 mL某濃度的H₂SO₄溶液燒杯中，充分反應后過濾，向濾液中加入10 mol·L^－1的NaOH溶液，產生沉淀的質量W與加入NaOH溶液的體積V的關系如圖所示。

求（1）H₂SO₄溶液的物質的量濃度是多少？
（2）若A="2.3" mL，鋁土礦中Al₂O₃的質量百分含量是多少？

Answer 1

（1）1.75 mol·L^－1  (2)85%

分析圖象時要緊緊抓住起點（A點）、拐點（B點、C點），把隱含因素挖掘出來，使整個過程清晰、連續地展現在眼前。
弄清OA、O到35、45時沉淀的組成和質量。OA段意味著H₂SO₄過量，O到35時的B點沉淀最多，有Al(OH)₃↓、Fe(OH)₃↓，C點僅剩下Fe(OH)₃。
加入10 mol·L^－1 NaOH，即把Al(OH)₃↓AlO。
（1）B點時沉淀最多，溶液為Na₂SO₄溶液，據電荷守恒，n(Na^＋)=2n(SO)。又據元素守恒，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為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%