题目内容
10．
铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，如图是从铝土矿中制各铝的工艺流程：已知：
①铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有．少量SiO2、Fe2O3等杂质；
②溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式为：
2Na2SiO3+2NaAlO2+2H2O═Na2Al2Si2O4↓+4NaOH
回答下列问题：
（1）溶解铝土矿时，其成分与NaOH溶液发生反应的离子方程式：Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O、SiO2+2OH-═SiO32-+H2O
（2）滤渣A的主要成分为Fe2O3、Na2Al2Si2O8；硅酸盐沉淀写成氧化物的形式是Na2O•Al2O3•2SiO2．
（3）在工艺流程第三步中，选用二氧化碳作酸化剂而不使用盐酸的原因是Al（OH）3溶于强酸而不溶于弱酸，提高Al2O3的提取率．
（4）若该工厂用mkg铝土矿共制得nkgAl（假设每步反应进行完全），则铝土矿中Al2O3的质量分数为$\frac{5100n}{27m}$%
（5）若将铝用酸溶解，下列试剂中最好选用B （填编号）．
A．浓硫酸 B．稀硫酸 C．稀HNO3 D．浓HNO3
（6）电解冶炼铝时用冰晶石（Na3AlF6）作助熔剂，工业上制取冰晶石的原料是Al（OH）3、纯碱、HF等三种试剂，写出该反应的化学方程式2Al（OH）3+12HF+3Na2CO3═2Na3AlF6+3CO2↑+9H2O．
分析 铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，加入足量的氢氧化钠，氧化铝、二氧化硅与NaOH溶液反应均生成盐和水，只有氧化铁与碱不反应，结合信息②可知还生成Na2Al2Si2O8沉淀，过滤后得滤渣Fe2O3、Na2Al2Si2O8；滤液用二氧化碳酸化时，将NaAlO2完全转化为Al（OH）3，反应的离子方程式为：AlO2-+2H2O+CO2═HCO3-+Al（OH）3↓；过滤得氢氧化铝沉淀，灼烧得氧化铝，电解氧化铝得单质铝．
（1）氧化铝、二氧化硅与NaOH溶液反应均生成盐和水；
（2）只有氧化铁与碱不反应，结合信息②可知还生成Na2Al2Si2O8；硅酸盐改写为氧化物的形式一般方法归纳为：碱性氧化物、两性氧化物、酸性氧化物；
（3）第三步中，选用二氧化碳作酸化剂，可将Al元素全部转化为沉淀；
（4）根据铝元素守恒由Al的质量计算出氧化铝的质量，再求出质量分数；
（5）根据Al的化学性质及不生成有毒气体来解答；
（6）Al（OH）3、纯碱、HF在一定条件下生成Na3AlF6、水和二氧化碳等．
解答 解：铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，加入足量的氢氧化钠，氧化铝、二氧化硅与NaOH溶液反应均生成盐和水，只有氧化铁与碱不反应，结合信息②可知还生成Na2Al2Si2O8沉淀，过滤后得滤渣Fe2O3、Na2Al2Si2O8；滤液用二氧化碳酸化时，将NaAlO2完全转化为Al（OH）3，反应的离子方程式为：AlO2-+2H2O+CO2═HCO3-+Al（OH）3↓；过滤得氢氧化铝沉淀，灼烧得氧化铝，电解氧化铝得单质铝．
（1）氧化铝、二氧化硅与NaOH溶液反应均生成盐和水，离子反应分别为Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O、SiO2+2OH-═SiO32-+H2O，
故答案为：Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O、SiO2+2OH-═SiO32-+H2O；
（2）只有氧化铁与碱不反应，结合信息②可知还生成Na2Al2Si2O8，则滤渣A的主要成分为Fe2O3、Na2Al2Si2O8；硅酸盐改写为氧化物的形式一般方法归纳为：碱性氧化物、两性氧化物、酸性氧化物，则Na2Al2Si2O8改写为氧化物为Na2O•Al2O3•2SiO2，
故答案为：Fe2O3、Na2Al2Si2O8；Na2O•Al2O3•2SiO2；
（3）经过足量氢氧化钠溶液的溶解，大部分铝元素均以NaAlO2的形式存在于滤液中，通入过量二氧化碳可以将NaAlO2完全转化为Al（OH）3，若选用盐酸，则生成的氢氧化铝会溶于过量的盐酸，所以第三步中选用二氧化碳作酸化剂；
故答案为：Al（OH）3溶于强酸而不溶于弱酸，提高Al2O3的提取率；
（4）设铝土矿中氧化铝为xkg，
2Al～Al2O3
27×2 102
nkg xkg
则x=$\frac{102×nkg}{27×2}$=$\frac{51n}{27}$kg，
铝土矿中Al2O3的质量分数为$\frac{\frac{51n}{27}}{m}$×100%=$\frac{5100n}{27m}$%；
故答案为：$\frac{5100n}{27m}$%；
（5）因铝与浓硫酸在常温下发生钝化，加热溶解会产生有毒气体SO2，原料利用率低；稀硝酸能溶解铝但会产生NO气体，污染空气，硝酸利用率低；而铝与稀硫酸反应速率较快，产生的H2对空气无污染，则选稀硫酸溶解Al最好，
故答案为：B；
（6）Al（OH）3、纯碱、HF在一定条件下生成Na3AlF6、水和二氧化碳，方程式为2Al（OH）3+12HF+3Na2CO3═2Na3AlF6+3CO2↑+9H2O，
故答案为：2Al（OH）3+12HF+3Na2CO3═2Na3AlF6+3CO2↑+9H2O．
点评 本题考查Al及其化合物的化学性质、物质分离提纯方法和基本操作的综合应用，注意把握流程中发生的化学反应为解答的关键，注重信息与所学知识的结合分析解决问题，侧重知识迁移应用能力的考查，题目难度中等．
某无色溶液中阴离子为Cl-，阳离子可能含有下列离子中的一种或几种：H+、K+、Al3+、NH4+、Fe3+，向该溶液中逐滴加入NaOH溶液，产生沉淀的物质的量（n）与加入NaOH 溶液的体积（V）的关系如图所示．
如图为实验室某浓盐酸试剂瓶标签上的有关数据，试根据标签上的有关数据回答下列问题：| 成分 | 质量（g） | 摩尔质量（g．mol-1） |
| 蔗糖 | 25.00 | 342 |
| 硫酸钾 | 3.48 | 174 |
| 阿司匹林 | 0.17 | 180 |
| 高锰酸钾 | 0.32 | 158 |
| 氯化钠 | 0.08 | 58.5 |
A．蔗糖 B．硫酸钾 C．高锰酸钾 D．氯化钠
（2）某同学欲称量“鲜花保鲜剂”的质量，先用托盘天平称量烧杯的质量，天平平衡后的状态如图．则烧杯的实际质量为27.4g．
（3）配制上述一“鲜花保鲜剂”240mL所需的仪器有：烧杯、天平、药匙、量筒、玻璃棒、胶头滴管、250mL容量瓶．（在横线上填写所缺仪器的名称）
（4）容量瓶使用前必须进行的操作为检查是否漏水．
（5）“鲜花保鲜剂”中K+（阿司匹林中不含K+）的物质的最浓度为0.084mol/L：若检验“鲜花保鲜剂”溶液中的SO42-，你选择的化学试剂为BaCl2（填化学式）．
（6）在配制过程中，如果其他操作都是正确的，下列操作会引起浓度偏高的是：④．
①没有洗涤烧杯和玻璃捧
②转移溶液时不慎有少量溶液洒到容量瓶外面
③容量瓶不干燥，含有少量蒸馏水
④定容时俯视刻度线
⑤定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线，再补加少量蒸馏水至刻度线．
| A． | 0.1mol/LCH3COOH溶液，加水稀释过程中，所有离子浓度均减小 | |
| B． | 浓度均为0.1mol/L的NaF、CH3COONa溶液相比较，CH3COONa溶液pH大 | |
| C． | 反应HF+CH3COONa═NaF+CH3COOH可以发生 | |
| D． | NaF溶液中加少量NaOH固体，溶液中c（F-）变大 |
| A． | 流程中涉及的反应均为非氧化还原反应 | |
| B． | 反应②产生的阴离子主要为CO32- | |
| C． | 实验室中完成反应③应在蒸发皿中进行 | |
| D． | 反应①中发生的主要反应为：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O |
| A． | 2 mol•L-1 | B． | 1.6 mol•L-1 | C． | 0.8 mol•L-1 | D． | 0.4 mol•L-1 |