Question

鋁是第二金屬，是地殼中含量最多的金屬，用途廣泛．
（1）將某鋁土精礦R（Al₂O₃、Fe₂O₃）粉末48.8g加入含1mol NaOH的溶液中，發(fā)生的反應(yīng)為：Al₂O₃（s）+2NaOH（aq）+2H₂O（l）→2NaAl（OH）₄（aq）充分反應(yīng)后，過(guò)濾、洗滌、干燥，得到8.0g固體，則該精礦Al₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

（精確到0.001）．往濾液中通入CO₂，發(fā)生的反應(yīng)為：2NaAl（OH）₄+CO₂→2Al（OH）₃↓+Na₂CO₃+H₂O若生成0.5mol Na₂CO₃，則生成Al（OH）₃

 

mol．
（2）有反應(yīng)Al₂O₃（s）+Na₂CO₃（s）

高溫

2NaAlO₂（s）+CO₂（g）；2NaAlO₂（aq）+CO₂（g）+3H₂O→2Al（OH）₃↓+Na₂CO₃；若以鋁土精礦R和Na₂CO₃為原料，除得到Al₂O₃外，還得到“赤泥”，其成分為（金屬元素均以氧化物形式表示）：

	Al2O3	Fe2O3	Na2O
質(zhì)量分?jǐn)?shù)	0.065	0.850	0.029

每1t鋁土精礦生產(chǎn)時(shí)：得到的赤泥

 

t（精確到0.001，下同）；可制得Al₂O₃得

 

t；需要補(bǔ)充購(gòu)買(mǎi)Na₂CO₃

 

kg．
（3）取a g Al₂O₃加入溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b的硫酸溶液中，充分反應(yīng)后再往溶液加入一定量的（NH₄）₂SO₄，加熱、攪拌，冷卻后全部溶液正好轉(zhuǎn)化為45.3g鋁銨礬晶體[NH₄Al（SO₄）₂?12H₂O，式量：453]，則a=

 

；求b的值（精確到0.001）：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專(zhuān)題：

分析：（1）氧化鋁能和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)但是氧化鐵不能，根據(jù)鋁元素守恒計(jì)算產(chǎn)生的氫氧化鋁的物質(zhì)的量；
（2）氧化鐵的質(zhì)量不變，可以計(jì)算赤泥的質(zhì)量以及赤泥中Al₂O₃的質(zhì)量；
（3）根據(jù)鋁元素守恒以及氧化鋁和硫酸之間的反應(yīng)情況來(lái)回答．

解答： 解：（1）Al₂O₃、Fe₂O₃粉末48.8g加入含1molNaOH的溶液中，充分反應(yīng)后，過(guò)濾、洗滌、干燥，得到8.0g固體即氧化鐵的質(zhì)量是8.0g，則該精礦Al₂O₃的質(zhì)量是48.8g-8.0g=40.8g，所以氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

40.8g

48.8g

×100%=0.836，氧化鋁的物質(zhì)的量是

40.8g

102g/mol

=0.4mol，根據(jù)鋁元素守恒，得到氫氧化鋁的物質(zhì)的量是0.8mol，故答案為：0.836；0.8；
（2）氧化鐵的質(zhì)量不變，赤泥的質(zhì)量為

1-0.836

0.85

=0.193，赤泥中Al₂O₃的質(zhì)量：0.193t×0.065=0.013t，然后用總的Al₂O₃的質(zhì)量減去赤泥中的，0.836t-0.013t=0.823t，需要購(gòu)買(mǎi)的Na₂CO₃的質(zhì)量：0.193t×0.029×

106g/mol

62g/mol

=9.569kg，故答案為：0.193；0.823；9.569；
（3）45.3g鋁銨礬晶體[NH₄Al（SO₄）₂?12H₂O，式量：453]中Al元素的質(zhì)量是

45.3g

453g/mol

×27g/mol=2.7g，a g Al₂O₃中Al的質(zhì)量是2.7g，即

a

102

×2×27=2.7g，解得a=5.1，45.3g鋁銨礬晶體[NH₄Al（SO₄）₂?12H₂O中銨根離子物質(zhì)的量是0.1mol，所以加入硫酸銨的物質(zhì)的量是0.05mol，質(zhì)量是6.6g，硫酸銨中硫酸根離子物質(zhì)的量是0.05mol，所以消耗硫酸0.15mol，質(zhì)量是14.7g，Al₂O₃～3H₂SO₄，即5.1g氧化鋁消耗硫酸質(zhì)量是14.7g，根據(jù)溶液質(zhì)量守恒，硫酸溶液的質(zhì)量是45.3g-5.1g-6.6g=33.6g，所以硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

14.7g

33.6g

×100%≈0.438．
故答案為：5.1；0.438．

點(diǎn)評(píng)：本題涉及元素以及化合物的計(jì)算知識(shí)，注意元素守恒思想在解題中的應(yīng)用是關(guān)鍵，難度中等．