Question

【題目】某鋁土礦的主要成分為Al2O3·xH2O，還含有Fe2O3和SiO2雜質。稱取17.5g鋁土礦樣品，加入200mL1.65mol/L稀H2SO4，恰好完全反應，過濾得到濾渣0.3g，然后在濾液中加入足量NaOH溶液，得到沉淀2.14g。（提示：SiO2雜不與稀硫酸反應）

（1）寫出本題涉及到的任意兩個反應的化學方程式或離子方程式___。

（2）該樣品中，Fe2O3的物質的量___。

（3）鋁土礦樣品中Al2O3的質量___。

（4）試計算樣品中Al2O3·xH2O的x值___。（要求計算過程）

Answer 1

【答案】Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓，Al3++4OH-=AlO2-+2H2O等 0.01mol 10.2g 3

【解析】

氧化鋁、氧化鐵與硫酸反應，而二氧化硅不反應，故0.3g為二氧化硅的質量，濾液中加入足量的氫氧化鈉，鋁離子轉化為偏鋁酸鹽，故得到沉淀2.14g為氫氧化鐵的質量。

(1)涉及反應有：氧化鋁與硫酸反應生成硫酸鋁與水，氧化鐵與硫酸反應生成硫酸鐵與水，硫酸鐵與氫氧化鈉反應生成氫氧化鐵與硫酸鈉．硫酸鋁與足量氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉、硫酸鈉與水，任意兩個反應離子方程式為：Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓，Al3++4OH-=AlO2-+2H2O，
答：任意兩個離子方程式為：Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓，Al3++4OH-=AlO2-+2H2O等；
(2)根據(jù)Fe元素守恒，n(Fe2O3)=n[Fe(OH)3]=×=0.01mol，
答：該樣品中，Fe2O3的物質的量為0.01mol；
(3)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的質量為10.2g；
(4)樣品中水的質量為17.5g-0.3g-10.2g-0.01mol×160g/mol=5.4g，物質的量為 =0.3mol，則0.1mol：0.3mol=1：x，故x=3，
答：樣品中Al2O3．xH2O的x值為3。