Question

【题目】铝用途广泛，用铝土矿（主要成分为Al2O3·nH2O、少量SiO2和Fe2O3）制取Al有如下途径：

（1）滤液A加过量NaOH离子方程式表示为______________________________

（2）灼烧时盛放药品的仪器名称是_______

（3）步骤Ⅳ中发生反应的化学方程式是___________________________________

（4）步骤Ⅲ中生成固体C的离子反应方程式为_____________________________

（5）取滤液B 100mL，加入1 mol/L盐酸200 mL，沉淀量达到最大且质量为11．7g，则滤液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↓; 坩埚 2Al(OH)3Al2O3+3H2O AlO2-+CO2+2H2O =Al(OH)3↓+HCO3- 1.5 大于

【解析】

铝土矿（主要成分为Al2O3·nH2O、少量SiO2和Fe2O3）中加入过量的稀硫酸，氧化铝、氧化铁与硫酸反应生成硫酸铝和硫酸铁溶液，二氧化硅与硫酸不反应，所以过滤后残渣A为SiO2；滤液A为含有硫酸、硫酸铁和硫酸铝；滤液中加入过量的氢氧化钠溶液，生成氢氧化铁沉淀（残渣B），滤液B中含有氢氧化钠，偏铝酸钠和硫酸钠；通入过量二氧化碳气体，生成氢氧化铝沉淀（固体C），滤液C为碳酸氢钠、硫酸钠；固体C灼烧后生成氧化铝固体（D），电解熔融的氧化铝生成金属铝；据以上分析进行解答。

铝土矿（主要成分为Al2O3·nH2O、少量SiO2和Fe2O3）中加入过量的稀硫酸，氧化铝、氧化铁与硫酸反应生成硫酸铝和硫酸铁溶液，二氧化硅与硫酸不反应，所以过滤后残渣A为SiO2；滤液A为含有硫酸、硫酸铁和硫酸铝；滤液中加入过量的氢氧化钠溶液，生成氢氧化铁沉淀（残渣B），滤液B中含有氢氧化钠，偏铝酸钠和硫酸钠；通入过量二氧化碳气体，生成氢氧化铝沉淀（固体C），滤液C为碳酸氢钠、硫酸钠；固体C灼烧后生成氧化铝固体（D），电解熔融的氧化铝生成金属铝；

（1）结合以上分析可知，滤液A为含有硫酸、硫酸铁和硫酸铝；滤液A加过量NaOH反应生成硫酸钠和偏铝酸钠，氢氧化铁沉淀，离子方程式为：H++OH-=H2O；4OH-+Al3+= AlO2-+ 2H2O、Fe3++3OH- =Fe（OH）3↓；

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

（2）结合以上分析可知，氢氧化铝固体灼烧时生成氧化铝，盛放药品的仪器名称是坩埚；

综上所述，本题答案是：坩埚。

（3）结合以上分析可知，氢氧化铝固体灼烧时生成氧化铝和水，步骤Ⅳ中发生反应的化学方程式是2Al(OH)3==Al2O3+3H2O；

综上所述，本题答案是：2Al(OH)3==Al2O3+3H2O。

（4）滤液B中偏铝酸钠溶液与过量二氧化碳气体反应生成生成氢氧化铝沉淀（固体C）和碳酸氢钠，步骤Ⅲ中生成固体C的离子反应方程式为AlO2-+ CO2+2H2O = Al(OH)3↓+ HCO3-；

综上所述，本题答案是：AlO2-+ CO2+2H2O =Al(OH)3↓+ HCO3-。

（5）取滤液B中含有氢氧化钠，偏铝酸钠和硫酸钠；加入盐酸生成11．7g Al(OH)3，物质的量为11.7/78=0.15mol，即n(AlO2-)=0.15mol，c(AlO2-)=0.15mol/0.1L=1.5mol/L；最后所得溶液为氯化钠和硫酸钠，根据钠离子守恒有：n(NaOH)=n(NaCl)+2(Na2SO4)，根据氯离子与硫酸根离子守恒有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；

综上所述，本题答案是：1.5；大于。