Question

Al及其化合物在工业上有极其广泛的用途，
（1）焊接钢轨时用Al冶炼Fe的反应方程式为

 

；铝的化合物明矾可用于净水，其原理用离子方程式解释为

 

．
（2）硅藻遗骸中主要成分是Al₂O₃、SiO₂和Fe₂O₃．从中获取Al（OH）₃的过程如下：
步骤I：取适量硅藻遗骸用70%H₂SO₄浸泡；
步骤II：向上述浸泡液中加入过量NaOH并过滤；
步骤III：向上述滤液中通入过量CO₂过滤得到Al（OH）₃．
①用70%H₂SO₄浸取硅藻遗骸的目的是

 

．
②步骤II中涉及铝元素的离子方程式为

 

；
③步骤III中能否用HCl代替CO₂？

 

（填“能”或“不能”）；该步骤所得滤液中存在的电荷守恒式为

 

；向该滤液中滴加少量NaOH溶液，则

c(H2CO3)

c(C O 2- 3 )

 

填（“变大”、“变小”或“不变”）
（3）Al（OH）₃可用作阻热材料，试从Al（OH）₃的化学性质角度分析其原因

 

．

Answer 1

分析：（1）铝和氧化铁在高温下发生铝热反应；明矾的主要成分为硫酸铝，可水解生成具有吸附性的氢氧化铝胶体，可用于净水；
（2）①硅藻遗骸中的氧化铝、氧化铁可与硫酸反应；
②铝离子与过量氢氧化钠反应生成偏铝酸根离子和水；
③制备氢氧化铝，应用弱酸和偏铝酸盐反应；滤液的成分为碳酸氢钠和硫酸钠，结合电荷守恒和影响盐类水解的因素解答；
（3）氢氧化铝分解吸热．

解答：解：（1）铝和氧化铁在高温下发生铝热反应，反应的方程式为2Al+Fe₂O₃

高温  .

2Fe+Al₂O₃，明矾的主要成分为硫酸铝，可水解生成具有吸附性的氢氧化铝胶体，可用于净水，水解离子方程式为Al³⁺+3H₂O=Al（OH）₃（胶体）+3H⁺，故答案为：2Al+Fe₂O₃

高温  .

2Fe+Al₂O₃；Al³⁺+3H₂O=Al（OH）₃（胶体）+3H⁺；
（2））①硅藻遗骸中的氧化铝、氧化铁可与硫酸反应，可从硅藻遗骸中浸取出Al³⁺和Fe³⁺，故答案为：从硅藻遗骸中浸取出Al³⁺和Fe³⁺；
②铝离子与过量氢氧化钠反应生成偏铝酸根离子和水，反应的离子方程式为Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，故答案为：Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
③制备氢氧化铝，应用弱酸和偏铝酸盐反应，不能用盐酸，防止氢氧化铝溶解，滤液的成分为碳酸氢钠和硫酸钠，电荷守恒式为c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-）+2c（SO₄^2-），向该滤液中滴加少量NaOH溶液，抑制HCO₃^-的水解，则c（CO₃^2-）增大，c（H₂CO₃）浓度减小，则

c(H2CO3)

c(C O 2- 3 )

减小，
故答案为：不能；c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-）+2c（SO₄^2-）；变小；
（3）氢氧化铝分解吸热，可阻止燃烧，故答案为：氢氧化铝的分解反应为吸热反应．

点评：本题考查较为综合，涉及物质的分离、制备、盐类的水解等知识，侧重于学生的分析能力和元素化合物知识的综合运用的考查，为高考常见题型和高频考点，难度中等．