题目内容
生活中常使用的铝合金中的铝来自于电解熔融氧化铝．用于工业电解的氧化铝要求其纯度不得低于98.2%，而天然铝土矿中的氧化铝含量为50%～70%，杂质主要为SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O等．工业生产铝锭的工艺流程示意图如下所示：
一些难溶物开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：
请回答下列问题：
（1）加入盐酸时，氧化铝与盐酸发生反应的离子方程式为
（2）步骤②③④中操作的名称为
（3）固体A的化学式为
（4）步骤③中调节溶液pH的数值范围为
（5）步骤⑥中发生反应的化学方程式为
一些难溶物开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：
| 沉淀物 | Al（OH）3 | Fe（OH）3 | Mg（OH）2 |
| 开始沉淀pH（离子初始浓度为0.01mol、L） | 4 | 2.3 | 10.4 |
| 完全沉淀pH（离子浓度＜10-5mol/L） | 5.2 | 4.1 | 12.4 |
（1）加入盐酸时，氧化铝与盐酸发生反应的离子方程式为
Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
．（2）步骤②③④中操作的名称为
过滤
过滤
．（3）固体A的化学式为
SiO2
SiO2
；物质C的化学式为NaOH 或Ca（OH）2
NaOH 或Ca（OH）2
：溶液中的Na+、Ca2+、Mg2+是在步骤④
④
中除去的．（4）步骤③中调节溶液pH的数值范围为
4.1＜pH＜4.5
4.1＜pH＜4.5
，步骤④中调节溶液pH的数值范围为5.2＜pH＜10.4
5.2＜pH＜10.4
．（5）步骤⑥中发生反应的化学方程式为
2Al2O3
4Al+3O2↑
| ||
| 冰晶石 |
2Al2O3
4Al+3O2↑
．
| ||
| 冰晶石 |
分析：（1）氧化铝和盐酸反应生成盐和水；
（2）分离液态和不溶性固体采用过滤的方法；
（3）和盐酸不反应的固体是二氧化硅；根据原子守恒判断加入的C物质；在步骤④中利用物质的溶解性除去Na+、Ca2+、Mg2+；
（4）步骤③中调节溶液的pH，使铁离子完全生成氢氧化铁沉淀；步骤④中调节溶液pH，使铝离子沉淀完全而亚铁离子不产生沉淀；
（5）工业上采用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝．
（2）分离液态和不溶性固体采用过滤的方法；
（3）和盐酸不反应的固体是二氧化硅；根据原子守恒判断加入的C物质；在步骤④中利用物质的溶解性除去Na+、Ca2+、Mg2+；
（4）步骤③中调节溶液的pH，使铁离子完全生成氢氧化铁沉淀；步骤④中调节溶液pH，使铝离子沉淀完全而亚铁离子不产生沉淀；
（5）工业上采用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝．
解答：解：（1）氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水，离子反应方程式为：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，
故答案为：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；
（2）分离液态和不溶性固体采用过滤的方法，故答案为：过滤；
（3）二氧化硅和盐酸不反应，所以A固体物质是SiO2，步骤③中加入的物质C中和盐酸，且除去铁离子，应该碱，一般常用NaOH 或Ca（OH）2溶液，步骤④中调节溶液pH，使铝离子完全沉淀，而其它离子不沉淀，所以溶液中的Na+、Ca2+、Mg2+是在步骤④中除去的，
故答案为：SiO2；NaOH 或Ca（OH）2；④；
（4）根据表格知，步骤③中要完全除去铁离子，溶液的pH=4.1，pH=4时铝离子开始沉淀，pH=5.2时铝离子完全沉淀，所以要完全除去铁离子，溶液的4.1＜pH＜4.5；
步骤④中要使铝离子完全沉淀，溶液的pH=5.2，亚铁离子开始沉淀溶液的pH=10.4，所以要使铝离子沉淀完全而亚铁离子不产生沉淀，则溶液的5.2＜pH＜10.4，
故答案为：4.1＜pH＜4.5；5.2＜pH＜10.4；
（5）工业上采用电解氧化铝的方法冶炼铝，反应方程式为：2Al2O3
4Al+3O2↑，故答案为：2Al2O3
4Al+3O2↑．
故答案为：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；
（2）分离液态和不溶性固体采用过滤的方法，故答案为：过滤；
（3）二氧化硅和盐酸不反应，所以A固体物质是SiO2，步骤③中加入的物质C中和盐酸，且除去铁离子，应该碱，一般常用NaOH 或Ca（OH）2溶液，步骤④中调节溶液pH，使铝离子完全沉淀，而其它离子不沉淀，所以溶液中的Na+、Ca2+、Mg2+是在步骤④中除去的，
故答案为：SiO2；NaOH 或Ca（OH）2；④；
（4）根据表格知，步骤③中要完全除去铁离子，溶液的pH=4.1，pH=4时铝离子开始沉淀，pH=5.2时铝离子完全沉淀，所以要完全除去铁离子，溶液的4.1＜pH＜4.5；
步骤④中要使铝离子完全沉淀，溶液的pH=5.2，亚铁离子开始沉淀溶液的pH=10.4，所以要使铝离子沉淀完全而亚铁离子不产生沉淀，则溶液的5.2＜pH＜10.4，
故答案为：4.1＜pH＜4.5；5.2＜pH＜10.4；
（5）工业上采用电解氧化铝的方法冶炼铝，反应方程式为：2Al2O3
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| 冰晶石 |
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| 冰晶石 |
点评：本题考查物质的制备，根据物质的性质来分析解答，难点是溶液pH的判断，结合表格中的数据进行分析，难度中等．
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生活中常使用的铝合金中的铝来自于电解熔融氧化铝．用于工业电解的氧化铝要求其纯度不得低于98.2%，而天然铝土矿中的氧化铝含量为50%～70%，杂质主要为SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O等．工业生产铝锭的工艺流程示意图如下所示：
一些难溶物开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：
| 沉淀物 | Al（OH）3 | Fe（OH）3 | Mg（OH）2 |
| 开始沉淀pH（离子初始浓度为0.01mol、L） | 4 | 2.3 | 10.4 |
| 完全沉淀pH（离子浓度＜10-5mol/L） | 5.2 | 4.1 | 12.4 |
（1）加入盐酸时，氧化铝与盐酸发生反应的离子方程式为______．
（2）步骤②③④中操作的名称为______．
（3）固体A的化学式为______；物质C的化学式为______：溶液中的Na+、Ca2+、Mg2+是在步骤______中除去的．
（4）步骤③中调节溶液pH的数值范围为______，步骤④中调节溶液pH的数值范围为______．
（5）步骤⑥中发生反应的化学方程式为______．
生活中常使用的铝合金中的铝来自于电解熔融氧化铝．用于工业电解的氧化铝要求其纯度不得低于98.2%，而天然铝土矿中的氧化铝含量为50%～70%，杂质主要为SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O等．工业生产铝锭的工艺流程示意图如下所示：
一些难溶物开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：
请回答下列问题：
（1）加入盐酸时，氧化铝与盐酸发生反应的离子方程式为______．
（2）步骤②③④中操作的名称为______．
（3）固体A的化学式为______；物质C的化学式为______：溶液中的Na+、Ca2+、Mg2+是在步骤______中除去的．
（4）步骤③中调节溶液pH的数值范围为______，步骤④中调节溶液pH的数值范围为______．
（5）步骤⑥中发生反应的化学方程式为______冰晶石4Al+3O2↑
一些难溶物开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：
| 沉淀物 | Al（OH）3 | Fe（OH）3 | Mg（OH）2 |
| 开始沉淀pH（离子初始浓度为0.01mol、L） | 4 | 2.3 | 10.4 |
| 完全沉淀pH（离子浓度＜10-5mol/L） | 5.2 | 4.1 | 12.4 |
（1）加入盐酸时，氧化铝与盐酸发生反应的离子方程式为______．
（2）步骤②③④中操作的名称为______．
（3）固体A的化学式为______；物质C的化学式为______：溶液中的Na+、Ca2+、Mg2+是在步骤______中除去的．
（4）步骤③中调节溶液pH的数值范围为______，步骤④中调节溶液pH的数值范围为______．
（5）步骤⑥中发生反应的化学方程式为______冰晶石4Al+3O2↑