Question

铝土矿的主要成分为氧化铝，还有少量的氧化铁和二氧化硅杂质．工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝：下列说法中正确的是（　　）

• A、滤液A可用于净水，其净水原理为Al³⁺+3H₂O═Al（OH）₃+3H⁺
• B、固体C→固体D的操作过程中主要仪器是酒精灯、蒸馏皿、玻璃棒
• C、滤液C中存在以下关系：c（Na⁺）=c（SO₄^2-）+2 c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-）-c（H⁺）
• D、若在100 mL滤液B中加入1 mol?L^-1HCl 200 mL，沉淀达到最大且质量为11.7 g，则滤液B中c（Na⁺）大小2 mol?L

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：SiO₂和盐酸不反应，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．
铝土矿加入足量稀硫酸可生成硫酸铝、硫酸铁，残渣A为二氧化硅，滤液A中含有硫酸铁、硫酸铝，加入过量氢氧化钠溶液，得到残渣B为氢氧化铁，滤液B为AlO₂^-，
步骤③通入二氧化碳，生成的沉淀为氢氧化铝，经过滤、洗涤、灼烧可得氧化铝，电解可得到铝，以此解答该题．

解答： 解：SiO₂和盐酸不反应，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．
铝土矿加入足量稀硫酸可生成硫酸铝、硫酸铁，残渣A为二氧化硅，滤液A中含有硫酸铁、硫酸铝，加入过量氢氧化钠溶液，得到残渣B为氢氧化铁，滤液B为AlO₂^-，
步骤③通入二氧化碳，生成的沉淀为氢氧化铝，经过滤、洗涤、灼烧可得氧化铝，电解可得到铝，
A．滤液A的主要成分为氯化铝，其净水原理为Al³⁺+3H₂O Al（OH）₃+3H⁺，由于水程度小，不能用等号，故A错误；
B．在坩埚中灼烧Al（OH）₃得Al₂O₃，故B错误；
C．滤液C为NaHCO₃、Na₂SO₄的混合溶液，根据电荷守恒有：c（Na⁺）=2 c（SO₄^2-）+2 c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+ c（OH^-）-c（H⁺），故C错误；
D．滤液B为NaOH、NaAlO₂、Na₂SO₄的混合物，加入盐酸生成Al（OH）₃11.7g，即n（NaAlO₂）=0.15mol，NaOH、NaAlO₂转化为NaCl，故c（Na⁺）＞0.2mol?L^-1，故D正确．
故选D．

点评：本题以框图题形式考查铝的化合物的性质，为高频考点，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，难度中等，清楚冶炼铝工艺流程原理，是对知识迁移的综合运用．