题目内容
(12分) 实验室中以铝土矿(主要成分是Al2O3和少量的SiO2和Fe2O3杂质)为原料制取Al2(SO4)3和铵明矾晶体[NH4Al(SO4)2·12H2O]的工艺流程如下：
试回答下列问题：
⑴固体a的化学式为_____，III中通入过量CO2气体的离子方程式为 。
⑵由V制取铵明矾溶液的化学方程式为__________________________，从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为（填操作名称） 、冷却结晶、过滤洗涤。
⑶以1000kg含氧化铝36%的铝土矿为原料制取Al2(SO4)3，需消耗质量分数98%的硫酸（密度1.84g/cm3）___________L（保留一位小数）。
⑷若同时制取铵明矾和硫酸铝，通过控制硫酸的用量调节两种产品的产量。若欲使制得的铵明矾和硫酸铝的物质的量之比为1:1，则投料时铝土矿中Al2O3和H2SO4的物质的量之比为___________。
试回答下列问题：
⑴固体a的化学式为_____，III中通入过量CO2气体的离子方程式为 。
⑵由V制取铵明矾溶液的化学方程式为__________________________，从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为（填操作名称） 、冷却结晶、过滤洗涤。
⑶以1000kg含氧化铝36%的铝土矿为原料制取Al2(SO4)3，需消耗质量分数98%的硫酸（密度1.84g/cm3）___________L（保留一位小数）。
⑷若同时制取铵明矾和硫酸铝，通过控制硫酸的用量调节两种产品的产量。若欲使制得的铵明矾和硫酸铝的物质的量之比为1:1，则投料时铝土矿中Al2O3和H2SO4的物质的量之比为___________。
（12分）
⑴SiO2（2分） AlO2-+CO2+2H2O ==HCO3-+Al(OH)3↓（2分）
⑵Al2(SO4)3 + H2SO4 + 2NH3 ==2NH4Al(SO4)2（2分） 蒸发浓缩（2分）
⑶575.4L（2分） ⑷3:10（2分）
⑴SiO2（2分） AlO2-+CO2+2H2O ==HCO3-+Al(OH)3↓（2分）
⑵Al2(SO4)3 + H2SO4 + 2NH3 ==2NH4Al(SO4)2（2分） 蒸发浓缩（2分）
⑶575.4L（2分） ⑷3:10（2分）
铝土矿中含有Al2O3、SiO2和Fe2O3，当加入过量的盐酸时，SiO2是酸性氧化物不与盐酸反应，而Al2O3为两性氧化物，与过量的盐酸反应生成ALCL3；Fe2O3为碱性氧化物，与过量的盐酸反应生成FeCL3，所以，反应后经过滤得到的固体a为SiO2固体；再向滤液中加入过量的氢氧化钠溶液时，FeCL3与氢氧化钠反应生成氢氧化铁红褐色沉淀，而ALCL3则与过量的氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠溶液；再过滤后得到的固体b为氢氧化铁溶液，再向滤液中通入足量的CO2气体时，偏铝酸钠会与CO2反应生成氢氧化铝沉淀，氢氧化铝不稳定，加热分解成氧化铝，向氧化铝中加入足量的硫酸会生成硫酸铝溶液，再通入足量的氨气，则生成铵明矾溶液，再经蒸发浓缩、冷却结晶即可得晶体。
所以：
⑴SiO2 AlO2-+CO2+2H2O ==HCO3-+Al(OH)3↓
⑵Al2(SO4)3 + H2SO4 + 2NH3 ==2NH4Al(SO4)2 蒸发浓缩
（3）1000kg含氧化铝36%的铝土矿中氧化铝的质量=360kg，即氧化铝的物质的量=
在Al2(SO4)3的化学式中分析可得，硫酸根离子与铝离子的物质的量之比=3：2，进而可求得需消耗质量分数98%的硫酸575.4L。
所以：
⑴SiO2 AlO2-+CO2+2H2O ==HCO3-+Al(OH)3↓
⑵Al2(SO4)3 + H2SO4 + 2NH3 ==2NH4Al(SO4)2 蒸发浓缩
（3）1000kg含氧化铝36%的铝土矿中氧化铝的质量=360kg，即氧化铝的物质的量=
在Al2(SO4)3的化学式中分析可得，硫酸根离子与铝离子的物质的量之比=3：2，进而可求得需消耗质量分数98%的硫酸575.4L。
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