Question

【題目】【化學——選修2：化學與技術】

元素鋁是在生產、生活中應用廣泛的金屬元素。

（1）氧化鋁是一種耐高溫材料，也是工業上制取鋁的原料。從鋁土礦（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質）中提取氧化鋁的兩種工藝流程如下圖所示：

體A的主要成分是 （填化學式，下同），固體X的主要成分是 。

②濾液E中溶質的主要成分是 ，寫出該溶質的一種用途： 。

③在濾液D中通入過量CO2時反應的離子方程式為 。

（2）工業上電解氧化鋁冶煉鋁時加入冰晶石（Na3AlF6）的作用是 。在電解池的工作過程中，需要不斷補充陽極材料（石墨），原因是 。

（3）一種新型高效凈水劑PAFC——聚合氯化鐵鋁[AlFe(OH)nCl6－n]m（n<5，m<10）可廣泛應用于日常生活用水和工業污水的處理。下列有關PAFC的說法正確的是 （填序號）。

A．PAFC中鐵元素顯+2價

B．PAFC用于凈水時，比用相同物質的量的氯化鋁和氯化鐵的pH改變小

C．PAFC可看作一定比例的氯化鐵與氯化鋁水解的中間產物

D．PAFC在強酸性或強堿性溶液中都能穩定存在

Answer 1

【答案】（1）①SiO2；Fe2O3、MgO；

②NaHCO3；制純堿（或作發酵粉等合理答案）；

③AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-；

（2）作助熔劑（或降低氧化鋁的熔點）；電解時生成的O2在高溫時會和石墨電極發生反應；

（3）BC。

【解析】

試題分析：（1）①鋁土礦含有的成分中SiO2不與鹽酸反應，所以固體A的主要成分是SiO2；Fe2O3、MgO不與NaOH溶液反應，所以固體X的主要成分是Fe2O3、MgO。②濾液D中主要含有NaAlO2，向其中通入過量CO2后，反應生成Al(OH)3和NaHCO3，Al(OH)3難溶于水，NaHCO3溶于水，所以濾液E中溶質的主要成分是NaHCO3，其可用來制純堿或作發酵粉；③NaAlO2溶液通入過量CO2的離子方程式為AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-；

（2）氧化鋁的熔點很高，電解時加入冰晶石的作用是作助熔劑，降低氧化鋁的熔點。電解時生成的O2在高溫時會和石墨電極發生反應，消耗石墨電極，故石墨電極需要不斷補充。

（3）A．根據化合物中元素正負化合價代數和等于0，PAFC中鐵元素顯+3價，錯誤。氯化鋁和氯化鐵都能水解，溶液顯酸性，PAFC是堿式鹽，Fe3+、Al3+水解產生的H+可被溶液中的OH中和，對水的pH改變小，正確。C．PAFC可看作一定比例的氯化鐵和氯化鋁水解的中間產物，正確。D．PAFC既能與H+反應，又能與OH反應，在強酸或強堿性溶液中都不能穩定存在，錯誤。