Question

【題目】鋁是重要的金屬材料，鋁土礦（主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3雜質）是工業上制取鋁的原料。實驗室模擬工業上以鋁土礦為原料制銨明礬晶體的工藝流程如圖所示：

請回答下列問題：

（1）固體a的化學式為____，固體b化學式為____，Ⅲ中通入足量CO2氣體發生反應的離子方程式為________________．

（2）由Ⅴ制取銨明礬溶液的化學方程式為______________．

（3）由I→II→III→IV都要用到的分離方法是______，由銨明礬溶液中制銨明礬晶體的操作是______________．

（4）如果先向鋁土礦加入過量氫氧化鈉，再加入過量鹽酸，此時首先出現的固體a是__．

（5）向10gFe2O3、SiO2和Al2O3的混合物中，加入100ml稀硫酸，過濾后，向濾液中加入10mol/L NaOH溶液，產生沉淀的質量和加入NaOH溶液體積的關系曲線如圖所示．則混合物中三氧化二鋁的質量分數為______．

Answer 1

【答案】 SiO2 Fe（OH）3 AlO2﹣+CO2+2H2O═HCO3﹣+Al（OH）3↓ Al2O3+4H2SO4+2NH3═2NH4Al（SO4）2+3H2O 過濾 蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌 Fe2O3 51%

【解析】（1）鋁土礦中Al2O3和Fe2O3能溶于鹽酸，SiO2不溶于鹽酸，所以固體a的化學式為SiO2，固體b化學式為： Fe(OH)3 ；Al2O3溶于燒堿生成NaAlO2溶液，在其中通入CO2生成Al(OH)3 沉淀，故答案為：SiO2； AlO2－+CO2+2H2O═HCO3－+Al(OH)3 ↓；（2）由Ⅴ制取銨明礬溶液的化學方程式為Al2O3+4H2SO4+2NH3═2NH4Al（SO4）2+3H2O ；（3）由I→II→III→IV都要用到的分離方法是過濾，由銨明礬溶液中制銨明礬晶體的操作是蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌；（4）如果先向鋁土礦加入過量氫氧化鈉，Fe2O3與過量氫氧化鈉不反應，此時首先出現的固體a是Fe2O3; （5）加入鹽酸體積100mL～110mL時，發生的反應是Al(OH)3＋OH―=AlO2―＋2H2O，可知n(Al(OH)3 )=n(NaOH)=0.01L×10mol/L=0.1mol，則n（Al2O3）=0.05mol，m（Al2O3）=0.05mol×102g/mol=5.1g，則混合物中三氧化二鋁的質量分數為。