Question

铝用途广泛，用铝土矿（主要成分为Al₂O₃?nH₂O、少量SiO₂和Fe₂O₃）制取Al有如下途径：

（1）滤液A加过量NaOH离子方程式表示为

 

（2）灼烧时盛放药品的仪器名称是

 

．
（3）步骤Ⅳ中发生反应的化学方程式是

 

．
（4）步骤Ⅲ中生成固体C的离子反应方程式为

 

．
（5）取滤液B 100mL，加入1mol?L^-1盐酸200mL，沉淀量达到最大且质量为11.7g．则滤液B中c（AlO

- 2

）=

 

，c（Na⁺）

 

6mol?L^-1（填“＞”、“=”或“＜”）．

Answer 1

考点：镁、铝的重要化合物,制备实验方案的设计

专题：几种重要的金属及其化合物

分析：SiO₂和硫酸不反应，Fe₂O₃和氢氧化钠不反应而氧化铝能反应，向偏铝酸钠中通入过量的二氧化碳可以生成氢氧化铝沉淀．铝土矿中加入硫酸，沉淀A为SiO₂，滤液A中含有Al₂（SO₄）₃、Fe（SO₄）₃，加入过量NaOH，沉淀B为Fe（OH）₃，滤液B中含有NaAlO₂，通入二氧化碳气体，滤液C中含有碳酸钠或碳酸氢钠，氢氧化铝在加热分解可生成氧化铝，以此解答该题．

解答： 解：（1）根据以上分析，滤液A中含有Al₂（SO₄）₃、Fe（SO₄）₃，加入过量NaOH故反应的离子方程式为4OH^-+Al³⁺═AlO₂^-+2H₂O、Fe³⁺+4OH^-═Fe（OH）₃↓；
故答案：4OH^-+Al³⁺═AlO₂^-+2H₂O、Fe³⁺+4OH^-═Fe（OH）₃↓；
（2）根据加热溶液一般在蒸发皿里进行，而固体一般在坩埚中进行，故答案：坩埚；
（3）根据以上分析，固体C为氢氧化铝，所以步骤Ⅳ中发生反应的化学方程式2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O；故答案：2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O；
（4）步骤Ⅲ中生成固体C的反应是向滤液B中通入二氧化碳气体，又根据以上分析，滤液B中含有NaAlO₂，故反应的离子方程式：AlO₂^-+CO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-；故答案：AlO₂^-+CO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（5）根据以上分析滤液B中含有硫酸钠、偏铝酸钠、过量的氢氧化钠，向滤液中加入1mol/L盐酸200mL，沉淀量达到最大且质量为11.7g为Al（OH）₃的质量，则根据铝原子守恒，c（AlO

- 2

）=

n(Al(OH) 3)

V

=

11.7 78

0.1

=1.5mol?L^-1
最后所得的溶液中溶质为硫酸钠、氯化钠，根据钠离子守恒有n（NaOH）=n（NaCl）+2（Na₂SO₄），根据氯离子与硫酸根守恒有n（NaCl）=n（HCl）=0.2L×1mol/L=0.2mol，n（Na₂SO₄）=n（H₂SO₄）＞3n（Al₂（SO₄）₃）=3×

11.7

78

mol=0.45mol，故n（NaOH）=n（NaCl）+2（Na₂SO₄）＞0.2mol+2×0.45mol=1.1mol，故c（Na⁺）＞

1.1mol

0.1L

=11mol/L，
故答案：1.5mol?L^-1；＞；

点评：考查混合物的有关计算及反应方程式的书写，难度中等，清楚反应过程是解题的关键，注意守恒思想的运用，简化计算过程．