题目内容
【题目】铝是国民经济发展的重要材料，铝在地壳中的含量约占8%，目前我国铝消费量超过430万吨，在众多的金属中仅次于铁。请回答下问题：
(Ⅰ)实验室中用金属铝制备少量氢氧化铝，有以下3种方案：
方案1：Al
Al3＋
Al(OH)3↓
方案2：AlAlO
Al(OH)3↓
方案3：
―→Al(OH)3
制备相同物质的量的氢氧化铝消耗酸和碱最少的是方案________。
(Ⅱ)工业上冶炼铝的流程图如图所示：
在制取氧化铝的过程中，分析铝土矿和赤泥中所含Al2O3、Fe2O3质量分数的数据如下：
(1)书写化学方程式，反应①________，反应②________。
(2)电解氧化铝生产铝时，阳极的电极反应式为_______________________________________。
(3)假设其他杂质不参加反应，则每生产3.4 t纯净的氧化铝，需铝土矿________t。
【答案】3 2NaAlO2＋CO2＋3H2O===Na2CO3＋2Al(OH)3↓ Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH 2O2－－4e－===O2↑ 6.18
【解析】
(Ⅰ)根据金属铝和酸以及和碱发生反应的化学方程式来计算回答；
(Ⅱ)(1)向偏铝酸钠中通入二氧化碳反应会生成氢氧化铝沉淀，碳酸钠可以和氢氧化钙发生复分解反应；
(2)电解池中，阳极是惰性电极时，该极上是阴离子发生失电子的氧化反应；
(3)根据铝元素守恒来计算回答。
(Ⅰ)根据金属铝和酸以及和碱发生反应的化学方程式可以得出：Al～3H+～Al3+～Al(OH)3，Al～OH-～[Al(OH)4]-，Al3++3[Al(OH)4]-=4Al(OH)3↓，所以制备相同物质的量的氢氧化铝消耗酸和碱最少的是方案3；
(Ⅱ)(1)向偏铝酸钠中通入二氧化碳反应会生成氢氧化铝沉淀，即2NaAlO2+CO2+3H2O=Na2CO3+2Al(OH)3↓，碳酸钠可以和氢氧化钙发生复分解反应Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH；
(2)电解池中，阳极是惰性电极时，该极上是阴离子O2-发生失电子的氧化反应：2O2--4e-=O2↑；
(3)根据铝土矿中氧化铝的质量分数为55%，所以每生产3.4t纯净的氧化铝，需铝土矿的质量：
=6.18t。
【题目】金属冶炼、电镀、电路板生产等过程会产生大量的 Cu2+，Cu2+是一种重金属离子，严重影响水生动植物的生长发育，对人体健康也有很大危害，必须经过处理达标后方可排放。某电路板生产企业的水质情况及国家允许排放的污水标准如下表：
项目 | 废水水质 | 排放标准 |
pH | 1.0 | 6~9 |
Cu2+(mg/L) | 1470 | ≤0.5 |
氨氮(mg/L) | 2632 | ≤15 |
Ⅰ.为研究上述废水中 Cu2+的处理方法并实现 Cu 的资源化回收，有研究者进行了如下实验： 向一定体积的废水中加入一定量废铁屑和焦炭粉，置于搅拌器上搅拌 90min、静置，经分析测得上清液中铜含量约为 72mg/L；滤出上清液，向滤液中加入一定量 FeS 固体，充分搅拌后静置，经分析测得其中铜含量已经达标。
(1)在 pH=1.0 的废水中，氨氮的主要存在形式是_____(用化学式表示)。
(2)①加入废铁屑后，废水中的铜含量明显减少，反应的离子方程式是_____
②加入焦炭可以加快反应速率，原因是_________________________________
(3)结合化学用语解释加入 FeS 固体使废水达标的原因_________________________。
(4)在处理废水过程中使用的铁粉会因表面布满一层铜膜而失效，因此要对失效的铁粉进行活化处理，同时回收铜。处理方法为：用一定浓度的氨水浸泡包覆铜膜的铁粉，露置在空气中一段时间后，可以将表面的 Cu 转化为[Cu(NH3)4]2+与铁粉分离。
请写出 Cu 转化为 [Cu(NH3)4]2+的离子方程式：_____。
Ⅱ为研究废水处理的最佳 pH，取五份等量的 I 中上清液， 分别用 30%的 NaOH 溶液调节 pH 值至 8.5、9、9.5、10、11，静置后，分析上层清液中铜元素的含量。实验结果如图所示。查阅资料可知：Cu(OH)2 + 4NH3
[Cu(NH3)4]2+ + 2OH-。
(5)根据实验结果，你认为最佳的 pH 约为_____________________________。结合资料解释实验结果呈图中 b~d 段曲线所示的原因：_________________________。
【题目】Ⅰ．中和滴定
（1）用酸式滴定管量取20.00 mL待测稀盐酸溶液放入锥形瓶中，并滴加1～2滴酚酞作指示剂，用0.20 mol·L-1NaOH标准溶液进行滴定。为了减小实验误差，该同学一共进行了三次实验，假设每次所取稀盐酸体积均为20．00 mL，三次实验结果记录如下：
实验次数 | 第一次 | 第二次 | 第三次 |
消耗NaOH溶液体积/mL | 19.00 | 23.00 | 23.02 |
该盐酸的浓度约为_____________(保留两位有效数字)。滴定达到终点的标志是_____________。
（2）在上述实验中，下列操作（其他操作正确）会造成测定结果偏高的有_______。
A. 滴定终点读数时俯视读数
B. 酸式滴定管使用前，水洗后未用待测盐酸润洗
C. 锥形瓶水洗后未干燥
D. 配制NaOH标准溶液时，没有等溶解液降至室温就转移至容量瓶中
E. 配制NaOH标准溶液时，定容时仰视容量瓶的刻度线
F. 碱式滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后消失
Ⅱ．（1）在粗制CuSO4·5H2O晶体中常含有杂质Fe2+。在提纯时为了除去Fe2+，常加入合适氧化剂，使Fe2+氧化为Fe3+，下列物质可采用的是________
A. KMnO4 B. H2O2 C. 氯水 D. HNO3
（2）然后再加入适当物质调整至溶液pH=4，使Fe3+转化为Fe(OH)3，可以达到除去Fe3+而不损失CuSO4的目的，调整溶液pH可选用下列中的_______。
A. NaOH B. NH3·H2O C. CuO D. Cu(OH)2
（3）常温下Fe(OH)3的溶度积Ksp=8.0×10-38,Cu(OH)2的溶度积Ksp=3.0×10-20，通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时就认为沉淀完全，设溶液中CuSO4的浓度为3.0 mol·L-1，则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为_______，Fe3+完全沉淀时溶液的pH为________（已知 lg5 = 0.7 )
