Question

14．铝土矿的主要成分为氧化铝，还有少量的氧化铁和二氧化硅杂质．工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝：

下列说法中正确的是（　　）

• A． 滤液A 可用于净水，其净水原理为Al³⁺+3H₂O═Al（OH）₃+3H⁺
• B． 固体C→固体D 的操作过程中主要仪器是酒精灯、蒸发皿、玻璃棒
• C． 滤液C 中存在以下关系：c（Na⁺）=c（SO₄^2-）+2 c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-）-c（H⁺）
• D． 若在100 mL 滤液B 中加入1 mol•L^-1HCl 200 mL，沉淀达到最大且质量为11.7 g，则滤液B 中c（Na⁺）大小2 mol•L

Answer 1

分析 SiO₂和盐酸不反应，Fe₂O₃和NaOH溶液不反应而Al₂O₃能反应，向NaAlO₂中通入过量的CO₂可以生成Al（OH）₃沉淀；
铝土矿加入足量稀硫酸可生成硫酸铝、硫酸铁，残渣A为二氧化硅，滤液A中含有硫酸铁、硫酸铝，加入过量NaOH溶液，得到残渣B为Fe（OH）₃，滤液B为AlO₂^-，
步骤③通入二氧化碳，生成的沉淀为Al（OH）₃，经过滤、洗涤、灼烧可得Al₂O₃，电解可得到铝，据此分析解答．

解答 解：SiO₂和盐酸不反应，Fe₂O₃和NaOH溶液不反应而Al₂O₃能反应，向NaAlO₂中通入过量的CO₂可以生成Al（OH）₃沉淀；
铝土矿加入足量稀硫酸可生成硫酸铝、硫酸铁，残渣A为二氧化硅，滤液A中含有硫酸铁、硫酸铝，加入过量NaOH溶液，得到残渣B为Fe（OH）₃，滤液B为AlO₂^-，
步骤③通入二氧化碳，生成的沉淀为Al（OH）₃，经过滤、洗涤、灼烧可得Al₂O₃，电解可得到铝，
A．通过以上分析知，滤液A 的主要成分为氯化铝，其净水原理为Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，由于水解程度小，不能用等号，故A错误；
B．在坩埚中灼烧Al（OH） ₃得Al ₂O₃，故B错误；
C．滤液C 为NaHCO₃、Na₂SO₄的混合溶液，根据电荷守恒有：c（Na⁺）=2 c（SO₄^2-）+2 c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-）-c（H⁺），故C 错误；
D．滤液B 为NaOH、NaAlO₂、Na₂SO₄的混合物，加入盐酸生成Al（OH） ₃11.7g，即n（NaAlO₂）=0.15mol，NaOH、NaAlO₂转化为NaCl，故c（Na ⁺）＞0.2mol•L^-1，故D正确；
故选D．

点评 本题以框图题形式考查铝的化合物的性质，为高频考点，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，清楚流程图中发生的反应及各物质的成分及其性质是解本题关键，注意D选项的计算方法，题目难度中等．