Question

【题目】铝是地壳中含量最多的金属元素,在自然界主要以化合态形式存在于氧化铝中，铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，冶炼金属铝很重要的一个过程是Al2O3的提纯。工业流程如下：

(1)试剂X应选择______（填标号）。

A.过量NaOH溶液 B.过量稀盐酸 C.过量FeCl3溶液

(2)若在实验室进行过滤操作，必须用到的玻璃仪器除了烧杯，还有_________；

(3)滤渣A和B的主要成份分别为_____、______；

(4)若②中逐滴滴加NaOH溶液，则实验过程中产生沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积之间的关系图正确的是_______；(填标号)

(5)③中与NaOH溶液反应的离子方程式为__________；

(6)④中发生反应的化学方程式为______________。

Answer 1

【答案】B 漏斗和玻璃棒 二氧化硅 氢氧化铁 C HCO3-+OH-=CO32-+H2O 2Al(OH)3Al2O3+H2O

【解析】

铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，步骤①用盐酸溶解，发生反应：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，过滤得到滤渣A中含有SiO2，滤液中含Fe3+、Al3+，向该滤液中加入过量的NaOH溶液，Al3+反应生成NaAlO2溶液，Fe3+形成Fe(OH)3沉淀，过滤，Fe(OH)3进入滤渣B中，向滤液中再通入过量的二氧化碳气体，NaAlO2发生反应生成Al(OH)3的沉淀，将Al(OH)3灼烧生成Al2O3，最后电解熔融的Al2O3得到铝单质，以此解答该题。

由以上分析可知：

(1)试剂X是稀盐酸，故合理选项是B；

(2)若在实验室进行过滤操作，必须用到的玻璃仪器除了烧杯，还有漏斗、玻璃棒；

(3)根据上述分析可知滤渣A主要成分是SiO2；滤渣B的主要成分是Fe(OH)3；

(4)在②是溶液在含有过量HCl、AlCl3、FeCl3，向其中逐滴加入过量的氢氧化钠溶液，首先发生酸碱中和反应：H++OH-=H2O，开始滴加无沉淀产生，后发生反应：Al3++3OH-=Al(OH)3↓；Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓；当Al3+、Fe3+恰好反应完全时，沉淀达到最大值，后再加入NaOH溶液，发生反应：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O，由于Fe(OH)3不能被NaOH溶液溶解，当Al(OH)3恰好反应完全后，沉淀的量不再发生变化，故合理的图象是C；

(5)向NaAlO2溶液中通入过量CO2气体，发生AlO2-+CO2+H2O=Al(OH)3↓+HCO3-，过滤得到滤渣中含有Al(OH)3，得到的滤液③中含有HCO3-，向该溶液中加入NaOH溶液，发生反应： HCO3-+OH-=CO32-+H2O；

(6)滤渣是Al(OH)3，将其灼烧，发生分解反应：2Al(OH)3Al2O3+H2O，最后得到氧化铝。