Question

8．有19.7g由Fe、FeO、Al、Al₂O₃組成的混合物，將它完全溶解在540mL 2.00mol•L^-1的H₂SO₄溶液中，收集到標準狀況下的氣體8.96L．已知混合物中，F(xiàn)e、FeO、Al、Al₂O₃的質(zhì)量分數(shù)分別為0.284、0.183、0.274和0.259．欲使溶液中的金屬陽離子完全轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，至少應(yīng)加入2.70mol•L^-1的NaOH溶液的體積是多少？

Answer 1

分析 Fe、FeO、Al、Al₂O₃組成的混合物，完全溶解在H₂SO₄溶液中生成硫酸亞鐵、硫酸鋁，硫酸可能有剩余，再向反應(yīng)后的溶液中加入NaOH溶液使溶液中的金屬陽離子完全轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，則加入的NaOH恰好與硫酸鋁、硫酸亞鐵、可能剩余的硫酸反應(yīng)得到硫酸鈉溶液與氫氧化物沉淀，根據(jù)硫酸根守恒有n（Na₂SO₄）=n（H₂SO₄），根據(jù)鈉離子守恒有n（NaOH）=2n（Na₂SO₄），再根據(jù)V=$\frac{n}{c}$計算NaOH溶液體積．

解答 解：Fe、FeO、Al、Al₂O₃組成的混合物，完全溶解在H₂SO₄溶液中生成硫酸亞鐵、硫酸鋁，硫酸可能有剩余，再向反應(yīng)后的溶液中加入NaOH溶液使溶液中的金屬陽離子完全轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，則加入的NaOH恰好與硫酸鋁、硫酸亞鐵、可能剩余的硫酸反應(yīng)得到硫酸鈉溶液與氫氧化物沉淀，
根據(jù)硫酸根守恒有n（Na₂SO₄）=n（H₂SO₄）=0.54L×2.00mol•L^-1=1.08mol，根據(jù)鈉離子守恒有n（NaOH）=2n（Na₂SO₄）=1.08mol×2=2.16mol，故加入2.70mol•L^-1的NaOH溶液體積為$\frac{2.16mol}{2.7mol•{L}^{-1}}$=0.8L=800mL，
答：欲使溶液中的金屬陽離子完全轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，至少應(yīng)加入2.70mol•L^-1的NaOH溶液的體積是800mL．

點評 本題考查混合物的計算、物質(zhì)的量濃度有關(guān)計算，難度中等，理解反應(yīng)過程根據(jù)離子守恒計算是關(guān)鍵，側(cè)重對學生思維能力的考查．