题目内容
（14分）铝土矿(主要成分为Al2O3、SiO2、Fe2O3)是提取氧化铝的原料。提取氧化铝的工艺流程如下：
（1）滤液甲的主要成分是（写化学式）
（2）写出反应 II 的离子方程式：
（3）结合反应II，判断下列微粒结合质子 ( H+) 的能力，由强到弱的顺序是 （填字母序号）
A．AlO2― B．OH― C．SiO32―
（4）取滤液甲少许，加入过量盐酸，过滤；再用惰性电极电解其滤液，两极均有气体产生，且全部逸出，在阴极区还有沉淀生成，最后沉淀消失。沉淀消失的原因可用离子方程式表示为：
（5）取 （4） 电解以后的溶液 10.0 mL，经分析，该溶液中只含有两种等物质的量浓度的碱性溶质，向其中逐滴加入0.100 mol? L－1盐酸溶液，当加入50.0mL 盐酸溶液时，生成的沉淀恰好溶解。
①加入50.0mL 盐酸溶液发生的离子反应的先后顺序依次为：
②请画出生成沉淀的物质的量与加入盐酸体积的关系图。
⑴ NaOH、NaAlO2、Na2SiO3
⑵ CO2+2OH－==CO32－+2H2O CO2＋2H2O +2 AlO2－==2Al(OH)3↓+HCO3－
⑶ b＞a＞c ⑷ Al(OH)3 +OH－＝AlO2－+2H2O
⑸ ① H＋＋OH－==H2O AlO2-＋H＋+H2O =Al(OH)3↓ Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O
②图像如下所表示。
解析试题分析：（1）铝土矿中加入过量的NaOH溶液，其中的Al2O3、SiO2发生反应得到NaAlO2、Na2SiO3和过量的NaOH溶液，所以滤液甲的主要成分是NaAlO2、Na2SiO3、NaOH；不溶性的固体是Fe2O3。（2）向含有NaAlO2、Na2SiO3、NaOH的溶液中通入过量CO2，发生反应CO2+2OH－=CO32－+2H2O ；CO2＋2H2O +2AlO2－==2Al(OH)3↓+HCO3－，得到Al(OH)3沉淀。（3）H2O是中性物质；Al(OH)3是两性物质，H2SiO3是弱酸。所以微粒结合质子 ( H+) 的能力，由强到弱的顺序是b＞a＞c。（4）向含有NaAlO2、Na2SiO3、NaOH的加入过量盐酸发生反应得到AlCl3、NaCl、H2SiO3；溶液为AlCl3、NaCl的混合溶液。用惰性电极电解，在阴极发生反应：2H++2e-=H2↑,由于破坏了附近的水的电离平衡，溶液中OH-的浓度增大，OH-与溶液中的Al3+发生反应形成Al(OH)3沉淀。在阳极发生反应：2Cl-—2e-=Cl2↑。当溶液呈碱性时，又发生反应：Al(OH)3+ OH-= AlO2-+ 2H2O。沉淀又逐渐溶解而消失。（5）①加入50.0mL 盐酸溶液发生的离子反应的先后顺序是H＋＋OH－=H2O ；AlO2-＋H＋+H2O =Al(OH)3↓ Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O 。 由于二者的物质的量相等，所以它们都是是0.100 mol/L×0.01L=0.001mol。NaOH与HCl反应消耗10mlHCl; NaAlO2与HCl反应形成Al(OH)3沉淀消耗10mlHCl;溶解Al(OH)3沉淀消耗30mlHCl.图像见图示:
考点：考查元素与化合物的性质、混合物的分离、离子方程式的书写、n(HCl)与沉淀的关系图像的知识。
阅读快车系列答案将由Mg和Al组成的一定质量的混合物投入500 mL 稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如右图所示。则下列说法正确的是
| A．上述由Mg和Al组成的混合物的质量为8g |
| B．硫酸的物质的量浓度为1 mol·L－1 |
| C．生成的H2在标准状况下的体积为11.2L |
| D．NaOH溶液的物质的量浓度为3.75 mol·L－1 |
和
外，还可能存在 （用元素符号表示）。
（12分）某研究性学习小组在网上搜集到信息：钾、钙、钠、镁等活泼金属能在CO2气体中燃烧。他们对钠在CO2气体中燃烧进行了下列实验：
| 操作过程 | 实验现象 |
| 将干燥的玻璃燃烧匙中燃烧的钠迅速 伸入到盛有装满CO2的集气瓶中 | 钠在盛有CO2的集气瓶中继续燃烧 |
| 反应后冷却 | 集气瓶底附着黑色颗粒，瓶壁上附着有白色 物质 |
a．水 b．泡沫灭火剂 c．干沙土 d．二氧化碳
（2）该小组同学对瓶壁上的白色物质的成分进行讨论并提出假设
I．白色物质是Na2O;
II．白色物质是Na2CO3;
III．白色物质还可能是
（3）
| 实验步骤 | 实验现象 |
| ①取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全 部溶于水，向其中加入过量的CaCl2溶液 | 出现白色沉淀 |
| ②静置片刻，取上层清液于试管中，滴加无色酚酞试液 | 无明显现象 |
②写出该反应的方程式 。
（15分）硫酸铜在化工和农业方面有很广泛的用处，某化学兴趣小组查阅资料，用两种不同的原料制取硫酸铜。
方式一：一种含铜的矿石（硅孔雀石矿粉），含铜形态为CuCO3·Cu(OH)2和CuSiO3·2H2O（含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、Al2O3等杂质）。以这种矿石为原料制取硫酸铜的工艺流程如下图：
请回答下列问题：
⑴完成步骤①中稀硫酸与CuSiO3·2H2O发生反应的化学方程式
CuSiO3·2H2O+H2SO4=CuSO4 +________+H2O；
⑵步骤②调节溶液pH选用的最佳试剂是__________________
A. CuO B. MgO C. FeCO3 D NH3·H2O
⑶有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表：
| 氢氧化物 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 |
| 开始沉淀的pH | 3.3 | 1.5 | 6.5 | 4.2 |
| 沉淀完全的pH | 5.2 | 3.7 | 9.7 | 6.7 |
⑷滤液B通过蒸发浓缩（设体积浓缩为原来的一半）、冷却结晶可以得到CuSO4·5H2O晶体。某同学认为上述操作会伴有硫酸铝晶体的析出。请你结合相关数据对该同学的观点予以评价（已知常温下，Al2(SO4)3 饱和溶液中C(Al3+)=2.25mol·L-1，Ksp[Al(OH)3]=3.2×10-34) ________（填“正确”或“错误”）。
方式二：以黄铜矿精矿为原料，制取硫酸铜及金属铜的工艺如下所示：
Ⅰ.将黄铜矿精矿（主要成分为CuFeS2，含有少量CaO、MgO、Al2O3）粉碎
Ⅱ.采用如下装置进行电化学浸出实验，将精选黄铜矿粉加入电解槽阳极区，恒速搅拌，使矿粉溶解。在阴极区通入氧气，并加入少量催化剂。
Ⅲ.一段时间后，抽取阴极区溶液，向其中加入有机萃取剂（RH）发生反应：
2RH（有机相）+ Cu2+（水相）
R2Cu（有机相）+ 2H＋（水相）分离出有机相，向其中加入一定浓度的硫酸，使Cu2+得以再生。
Ⅳ.电解硫酸铜溶液制得金属铜。
（5）黄铜矿粉加入阳极区与硫酸及硫酸铁主要发生以下反应：
CuFeS2 + 4H＋ = Cu2+ + Fe2+ + 2H2S 2Fe3+ + H2S = 2Fe2+ + S↓+ 2H＋
电解过程中，阳极区Fe3+的浓度基本保持不变，原因是____________________（用电极反应式表示）。
（6）步骤Ⅲ，向有机相中加入一定浓度的硫酸，Cu2+得以再生的原理是_____________ 。
（7）步骤Ⅳ，若电解0.1mol CuSO4溶液，生成铜3.2 g，此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是 ____ 。
利用硫酸渣(主要含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等杂质)制备氧化铁的工艺流程如下：
（1）“酸浸”中硫酸要适当过量，目的是：①提高铁的浸出率，② 。
（2）“还原”是将Fe3＋转化为Fe2＋，同时FeS2被氧化为SO42－，该反应的离子方程式为
。
（3）为测定“酸浸”步骤后溶液中Fe3＋的量以控制加入FeS2的量。实验步骤为：
准确量取一定体积的酸浸后的溶液于锥形瓶中，加入HCl、稍过量SnCl2，再加HgCl2除去过量的SnCl2，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用K2Cr2O7标准溶液滴定，有关反应方程式如下：
2Fe3＋＋Sn2＋＋6Cl－＝2Fe2＋＋SnCl62－，
Sn2＋＋4Cl－＋2HgCl2＝SnCl62－＋Hg2Cl2↓，
6Fe2＋＋Cr2O72－＋14H＋＝6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O。
①若SnCl2不足量，则测定的Fe3＋量 (填“偏高”、“偏低”、“不变”，下同)。
②若不加HgCl2，则测定的Fe3＋量 。
（4）①可选用 (填试剂)检验滤液中含有Fe3+。产生Fe3+的原因是
(用离子反应方程式表示)。
②已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
| 沉淀物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Mg(OH)2 | Mn(OH)2 |
| 开始沉淀 | 2.7 | 3.8 | 7.5 | 9.4 | 8.3 |
| 完全沉淀 | 3.2 | 5.2 | 9.7 | 12.4 | 9.8 |
a. 氧化： ；
b. 沉淀： ；
c. 分离，洗涤； d. 烘干，研磨。
