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的質量分數分別為0.284、0.183、0.274和0.259．欲使溶液中的金屬陽離子完全轉化為氫氧化物沉淀，至少應加入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，再向反應后的溶液中加入NaOH溶液使溶液中的金屬陽離子完全轉化為氫氧化物沉淀，則加入的NaOH恰好與硫酸鋁、硫酸亞鐵、可能剩余的硫酸反應得到硫酸鈉溶液與氫氧化物沉淀，根據硫酸根守恒有n（Na₂SO₄）=n（H₂SO₄），根據鈉離子守恒有n（NaOH）=2n（Na₂SO₄），再根據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，再向反應后的溶液中加入NaOH溶液使溶液中的金屬陽離子完全轉化為氫氧化物沉淀，則加入的NaOH恰好與硫酸鋁、硫酸亞鐵、可能剩余的硫酸反應得到硫酸鈉溶液與氫氧化物沉淀，
根據硫酸根守恒有n（Na₂SO₄）=n（H₂SO₄）=0.54L×2.00mol•L^-1=1.08mol，根據鈉離子守恒有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化為氫氧化物沉淀，至少應加入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、物質的量濃度有關計算，難度中等，理解反應過程根據離子守恒計算是關鍵，側重對學生思維能力的考查．