Question

6．某鋁土礦的主要成分為Al₂O₃•xH₂O，還含有Fe₂O₃和SiO₂雜質(zhì)．稱取17.5g鋁土礦樣品，加入200mL1.65mol/L的稀硫酸恰好完全反應(yīng)后，過(guò)濾得到濾渣0.3g，然后在濾液中加入足量NaOH溶液，得到沉淀2.14g．
求（1）樣品中Fe₂O₃的物質(zhì)的量
（2）樣品中Al₂O₃的質(zhì)量
（3）樣品中Al₂O₃•xH₂O的x值．

Answer 1

分析 由信息可知，只有二氧化硅與硫酸不反應(yīng)，則過(guò)濾得到濾渣0.3g為SiO₂的質(zhì)量，濾液中加足量NaOH溶液，發(fā)生Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
（1）根據(jù)Fe元素守恒計(jì)算氧化鐵的物質(zhì)的量；
（2）根據(jù)硫酸根守恒：3n[Al₂（SO₄）₃]+3n[Fe₂（SO₄）₃]=n（H₂SO₄），據(jù)此計(jì)算n[Al₂（SO₄）₃]，再根據(jù)Al元素守恒計(jì)算n（Al₂O₃），根據(jù)m=nM計(jì)算m（Al₂O₃）；
（3）先計(jì)算水的質(zhì)量，再計(jì)算水的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算x的值．

解答 解：由信息可知，只有二氧化硅與硫酸不反應(yīng)，則過(guò)濾得到濾渣0.3g為SiO₂的質(zhì)量，濾液中加足量NaOH溶液，發(fā)生Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
（1）根據(jù)Fe元素守恒，n（Fe₂O₃）=$\frac{1}{2}$n[Fe（OH）₃]=$\frac{1}{2}$×$\frac{2.14g}{107g/mol}$=0.01mol，
答：該樣品中Fe₂O₃的物質(zhì)的量為0.01mol；
（2）根據(jù)硫酸根守恒：3n[Al₂（SO₄）₃]+3n[Fe₂（SO₄）₃]=n（H₂SO₄），即3n[Al₂（SO₄）₃]+3×0.01mol=0.2L×1.65mol/L，則n[Al₂（SO₄）₃]=0.1mol，根據(jù)Al元素守恒，n（Al₂O₃）=n[Al₂（SO₄）₃]=0.1mol，故m（Al₂O₃）=0.1mol×102g/mol=10.2g，
答：鋁土礦樣品中Al₂O₃的質(zhì)量為10.2g；
（3）樣品中水的質(zhì)量為17.5g-0.3g-10.2g-0.01mol×160g/mol=5.4g，物質(zhì)的量為$\frac{5.4g}{18g/mol}$=0.3mol，則0.1mol：0.3mol=1：x，故x=3，
答：樣品中Al₂O₃．xH₂O的x值為3．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握發(fā)生的反應(yīng)、原子守恒為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計(jì)算能力的考查，注意守恒法應(yīng)用，題目難度不大．