Question

解答过程越详细越好，帮忙！

取6克铝土矿（含Al2O3,Fe2O3,SiO2）样品，放入盛有100毫升H2SO4溶液的烧杯中，充分反应后过滤，向滤液中加入10mol/L的NaOH溶液，产生沉淀的量与所加NaOH溶液体积的关系如下：
NaOH溶液体积从0毫升到b毫升,没有沉淀;
NaOH溶液体积从b毫升到35毫升，沉淀量逐渐从0增加到a克；
NaOH溶液体积从35毫升增加到45毫升，沉淀量从a克减少了一定量；
NaOH溶液体积从45毫升起，沉淀量不再变化。
（1）铝土矿中三氧化二铝的物质的量
（2）若b=2,6，稀硫酸溶液的物质的量浓度是多少?

Answer 1

先分析一下反应过程。一开始加入到硫酸中，发生的反应为：
Al2O3+3H2SO4==Al2(SO4)3+3H2O
Fe2O3+3H2SO4==Fe2(SO4)3+3H2O
SiO2不反应。
然后过滤，将不溶于酸的SiO2过滤掉了。
然后加入了NaOH，第一段没有生成沉淀，说明之前加入的硫酸过量，氢氧化钠先与之中和：
H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
接下来开生成沉淀，即发生反应：
Al2(SO4)3+6NaOH=2Al(OH)3↓+3Na2SO4
Fe2(SO4)3+6NaOH=2Fe(OH)3↓+3Na2SO4
接下来沉淀减少，说明氢氧化铝和氢氧化钠继续反应：
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
最后沉淀不变，说明加入45毫升氢氧化钠时，已经将氢氧化铝全部反应完了。
（1）在反应过程中，铝元素是这样变化的：先是全在氧化铝中----然后是硫酸铝---然后是氢氧化铝---然后是偏铝酸钠，即铝是从氧化铝全部转化到偏铝酸钠中的，所以只需用这一步就可以计算。
Al2O3~Al2(SO4)3~2Al(OH)3~2NaOH
n(Al2O3)=1/2n(NaOH)=(45-35)*10^(-3)*10/2=0.05mol
（2）反应过程中每一步用的硫酸的量都可以方便的计算出了：
与氢氧化钠反应的硫酸 n1(H2SO4)=2.6*10^-3*10/2=0.013mol
与氢氧化铝反应的硫酸 n2(H2SO4)=0.05*3=0.15mol
与硫酸铁反应的氢氧化钠 n(NaOH)=35*10^-3*10-0.3-0.026=0.024mol
与氢氧化钠反应的硫酸铁 n(Fe2(SO4)3)=0.024/6=0.04mol=n(Fe2O3)
与氧化铁反应的硫酸 n3(H2SO4)=0.004*3=0.012mol
所以c(H2SO4)=(0.013+0.15+0.012)/100*10^-3=1.75mol/L
以上是死办法，其实还有个方便的方法，经过观察易知氢氧化钠与硫酸的比例始终为2:1
Al2O3~3H2SO4~Al2(SO4)3~6NaOH
Fe2O3~3H2SO4~Fe2(SO4)3~6NaOH
硫酸与氢氧化钠反应时也是 H2SO4~2NaOH
所以直接n(H2SO4)=35*10^-3*10/2=0.175mol