题目内容
硝酸铝广泛用于有机合成、印染工业等。工业上以铝灰为原料（主要成分为Al，含少量Al2O3、Fe2O3、SiO2、CaO、MgO等）制备硝酸铝的工艺流程如下：
已知：Al（OH）3沉淀和溶解的pH如下表：
Al（OH）3 | 开始沉淀 | 沉淀完全 | 沉淀开始溶解 | 沉淀溶解完全 |
pH | 3.3 | 5.0 | 7.8 | 12.8 |
回答下列问题：
（1）碱溶时，发生主反应的离子方程式为________________________________。
（2）工艺流程中第一次加入硝酸调pH＝7.0的目的是__________________________________________________________。
pH＝7.0时，溶液中c（Al3＋）＝________（通常条件下，Ksp[Al（OH）3]＝1.3×10－33）。
（3）若忽略杂质跟酸、碱的反应，则在碱溶、调pH＝7.0、酸溶过程中，理论上消耗碱、酸的物质的量之比n1（NaOH）∶n2（HNO3）∶n3（HNO3）＝________。
（4）现用1 t铝灰制硝酸铝晶体[Al（NO3）3·9H2O]，最后生产出7.5 t硝酸铝晶体，若生产过程中铝元素的损失率为10%，计算铝灰中铝元素的质量分数。
（1）2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2-＋3H2↑
（2）使Al（OH）3沉淀完全 1.3×10－12 mol·L－1
（3）1∶1∶3
（4）60%
【解析】（1）注意铝灰的主要成分为Al，主要反应是铝与碱的反应。（2）结合流程图可知，调节pH＝7.0时，过滤得到的沉淀再加HNO3，得硝酸铝，可知沉淀为Al（OH）3。c（Al3＋）＝
＝1.3×10－12 mol·L－1。（3）碱溶、调pH＝7.0、酸溶的反应分别为：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2-＋3H2↑、AlO2-＋H＋＋H2O=Al（OH）3↓、Al（OH）3＋3H＋=Al3＋＋3H2O，得n1（NaOH）∶n2（HNO3）∶n3（HNO3）＝1∶1∶3。
（4）设铝元素的质量分数为x
Al ～ Al（NO3）3·9H2O
27 375
1 t×（1－10%）×x 7.5 t
＝
解得：x＝0.6（或60%）
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