Question

【题目】【化学——选修2：化学与技术】

元素铝是在生产、生活中应用广泛的金属元素。

（1）氧化铝是一种耐高温材料，也是工业上制取铝的原料。从铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质）中提取氧化铝的两种工艺流程如下图所示：

体A的主要成分是 （填化学式，下同），固体X的主要成分是 。

②滤液E中溶质的主要成分是 ，写出该溶质的一种用途： 。

③在滤液D中通入过量CO2时反应的离子方程式为 。

（2）工业上电解氧化铝冶炼铝时加入冰晶石（Na3AlF6）的作用是 。在电解池的工作过程中，需要不断补充阳极材料（石墨），原因是 。

（3）一种新型高效净水剂PAFC——聚合氯化铁铝[AlFe(OH)nCl6－n]m（n<5，m<10）可广泛应用于日常生活用水和工业污水的处理。下列有关PAFC的说法正确的是 （填序号）。

A．PAFC中铁元素显+2价

B．PAFC用于净水时，比用相同物质的量的氯化铝和氯化铁的pH改变小

C．PAFC可看作一定比例的氯化铁与氯化铝水解的中间产物

D．PAFC在强酸性或强碱性溶液中都能稳定存在

Answer 1

【答案】（1）①SiO2；Fe2O3、MgO；

②NaHCO3；制纯碱（或作发酵粉等合理答案）；

③AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-；

（2）作助熔剂（或降低氧化铝的熔点）；电解时生成的O2在高温时会和石墨电极发生反应；

（3）BC。

【解析】

试题分析：（1）①铝土矿含有的成分中SiO2不与盐酸反应，所以固体A的主要成分是SiO2；Fe2O3、MgO不与NaOH溶液反应，所以固体X的主要成分是Fe2O3、MgO。②滤液D中主要含有NaAlO2，向其中通入过量CO2后，反应生成Al(OH)3和NaHCO3，Al(OH)3难溶于水，NaHCO3溶于水，所以滤液E中溶质的主要成分是NaHCO3，其可用来制纯碱或作发酵粉；③NaAlO2溶液通入过量CO2的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-；

（2）氧化铝的熔点很高，电解时加入冰晶石的作用是作助熔剂，降低氧化铝的熔点。电解时生成的O2在高温时会和石墨电极发生反应，消耗石墨电极，故石墨电极需要不断补充。

（3）A．根据化合物中元素正负化合价代数和等于0，PAFC中铁元素显+3价，错误。氯化铝和氯化铁都能水解，溶液显酸性，PAFC是碱式盐，Fe3+、Al3+水解产生的H+可被溶液中的OH中和，对水的pH改变小，正确。C．PAFC可看作一定比例的氯化铁和氯化铝水解的中间产物，正确。D．PAFC既能与H+反应，又能与OH反应，在强酸或强碱性溶液中都不能稳定存在，错误。