Question

【題目】鋁用途廣泛，用鋁土礦（主要成分為Al2O3·nH2O、少量SiO2和Fe2O3）制取Al有如下途徑：

（1）濾液A加過量NaOH離子方程式表示為______________________________

（2）灼燒時盛放藥品的儀器名稱是_______

（3）步驟Ⅳ中發生反應的化學方程式是___________________________________

（4）步驟Ⅲ中生成固體C的離子反應方程式為_____________________________

（5）取濾液B 100mL，加入1 mol/L鹽酸200 mL，沉淀量達到最大且質量為11．7g，則濾液B中c（AlO2－）____mol/L，c（Na+）____6 mol/L （填“大于”、“小于”或“等于”）

Answer 1

【答案】H++OH-=H2O 4OH-+Al3+=AlO2-+2H2O、Fe3++3OH- = Fe（OH）3↓; 坩堝 2Al(OH)3Al2O3+3H2O AlO2-+CO2+2H2O =Al(OH)3↓+HCO3- 1.5 大于

【解析】

鋁土礦（主要成分為Al2O3·nH2O、少量SiO2和Fe2O3）中加入過量的稀硫酸，氧化鋁、氧化鐵與硫酸反應生成硫酸鋁和硫酸鐵溶液，二氧化硅與硫酸不反應，所以過濾后殘渣A為SiO2；濾液A為含有硫酸、硫酸鐵和硫酸鋁；濾液中加入過量的氫氧化鈉溶液，生成氫氧化鐵沉淀（殘渣B），濾液B中含有氫氧化鈉，偏鋁酸鈉和硫酸鈉；通入過量二氧化碳氣體，生成氫氧化鋁沉淀（固體C），濾液C為碳酸氫鈉、硫酸鈉；固體C灼燒后生成氧化鋁固體（D），電解熔融的氧化鋁生成金屬鋁；據以上分析進行解答。

鋁土礦（主要成分為Al2O3·nH2O、少量SiO2和Fe2O3）中加入過量的稀硫酸，氧化鋁、氧化鐵與硫酸反應生成硫酸鋁和硫酸鐵溶液，二氧化硅與硫酸不反應，所以過濾后殘渣A為SiO2；濾液A為含有硫酸、硫酸鐵和硫酸鋁；濾液中加入過量的氫氧化鈉溶液，生成氫氧化鐵沉淀（殘渣B），濾液B中含有氫氧化鈉，偏鋁酸鈉和硫酸鈉；通入過量二氧化碳氣體，生成氫氧化鋁沉淀（固體C），濾液C為碳酸氫鈉、硫酸鈉；固體C灼燒后生成氧化鋁固體（D），電解熔融的氧化鋁生成金屬鋁；

（1）結合以上分析可知，濾液A為含有硫酸、硫酸鐵和硫酸鋁；濾液A加過量NaOH反應生成硫酸鈉和偏鋁酸鈉，氫氧化鐵沉淀，離子方程式為：H++OH-=H2O；4OH-+Al3+= AlO2-+ 2H2O、Fe3++3OH- =Fe（OH）3↓；

綜上所述，本題答案是：H++OH-=H2O；4OH-+Al3+=AlO2-+ 2H2O、Fe3++3OH- =Fe（OH）3↓。

（2）結合以上分析可知，氫氧化鋁固體灼燒時生成氧化鋁，盛放藥品的儀器名稱是坩堝；

綜上所述，本題答案是：坩堝。

（3）結合以上分析可知，氫氧化鋁固體灼燒時生成氧化鋁和水，步驟Ⅳ中發生反應的化學方程式是2Al(OH)3==Al2O3+3H2O；

綜上所述，本題答案是：2Al(OH)3==Al2O3+3H2O。

（4）濾液B中偏鋁酸鈉溶液與過量二氧化碳氣體反應生成生成氫氧化鋁沉淀（固體C）和碳酸氫鈉，步驟Ⅲ中生成固體C的離子反應方程式為AlO2-+ CO2+2H2O = Al(OH)3↓+ HCO3-；

綜上所述，本題答案是：AlO2-+ CO2+2H2O =Al(OH)3↓+ HCO3-。

（5）取濾液B中含有氫氧化鈉，偏鋁酸鈉和硫酸鈉；加入鹽酸生成11．7g Al(OH)3，物質的量為11.7/78=0.15mol，即n(AlO2-)=0.15mol，c(AlO2-)=0.15mol/0.1L=1.5mol/L；最后所得溶液為氯化鈉和硫酸鈉，根據鈉離子守恒有：n(NaOH)=n(NaCl)+2(Na2SO4)，根據氯離子與硫酸根離子守恒有n(NaCl)=n(HCl)=0.2×1=0.2mol，n(Na2SO4)=n(H2SO4)>3n[Al2(SO4)3)] =3×0.15mol=0.45mol；故n(NaOH)=n(NaCl)+2(Na2SO4)>0.2+2×0.45=1.1mol；故c（Na+）=1.1mol/0.1=11 mol/L大于6 mol/L；

綜上所述，本題答案是：1.5；大于。