Question

【题目】Al及其化合物在工业上有极其广泛的用途，

（1）焊接钢轨时用Al冶炼Fe的反应方程式为______；铝的化合物明矾可用于净水，其原理用离子方程式解释为___________。

（2）硅藻遗骸中主要成分是Al2O3、SiO2和Fe2O3。从中获取Al（OH）3的过程如下：

步骤I：取适量硅藻遗骸用70%H2SO4浸泡；

步骤II：向上述浸泡液中加入过量NaOH并过滤；

步骤III：向上述滤液中通入过量CO2过滤得到Al（OH）3。

①用70%H2SO4浸取硅藻遗骸的目的是________。

②步骤II中涉及铝元素的离子方程式为______；

③步骤III中能否用HCl代替CO2？_____（填“能”或“不能”）；该步骤所得滤液中存在的电荷守恒式为_______；向该滤液中滴加少量NaOH溶液，则____填（“变大”、“变小”或“不变”）

（3）Al（OH）3可用作阻热材料，试从Al（OH）3的化学性质角度分析其原因________。

Answer 1

【答案】Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe Al3++3H2O=Al(OH)3(胶体)+3H+ 从硅藻遗骸中浸取出Al3+和Fel3+ Al3++4OH-=AlO2-+2H2O(或Al3++3OH-=Al(OH)3↓ Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O) 不能 c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)+2c(SO42-) 变小 Al(OH)3的分解反应为吸热反应

【解析】

本题是通过工业上Al及其化合物在工业上的用途以及Al(OH)3的分离与制备。

（1）一个是铝热反应的用途—焊接钢轨或者用来冶炼金属，可溶性铝盐净水，主要是利用Al3+的水解得到Al(OH)3(胶体)吸附悬浮物达到净水的目的。Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe，Al3++3H2O=Al(OH)3(胶体)+3H+。这两个方程式注意条件，前面是高温，后面需注意用“=”号并且要写 “胶体”二字。

(2) 通过从Al2O3、SiO2和Fe2O3中获取Al(OH)3：用H2SO4浸泡溶解Al2O3和Fe2O3，剩余SiO2，然后进行过滤得到固体（SiO2）和滤液（Al3+和Fel3+，SO42-等）。然后向上述浸泡液中加入过量NaOH后得到Fe(OH)3↓和NaAlO2和NaOH的混合溶液并进行过滤。在往上述滤液中通入过量CO2过滤得到Al(OH)3↓和NaHCO3溶液。

①用70%H2SO4浸取硅藻遗骸的目的是使Al2O3、Fe2O3溶解，从硅藻遗骸中浸取出Al3+和Fel3+

②步骤II中涉及铝元素的离子方程式为Al3++4OH-=AlO2-+2H2O(或Al3++3OH-=Al(OH)3↓ Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O)，Al3+与OH-的反应与量有关。

③步骤III中不能用HCl代替CO2；HCl不好控制用量，HCl过量Al(OH)3↓会溶解，HCl少量，AlO2-不能完全沉淀。该步骤所得滤液中存在的离子有：阳离子：Na+、 H+ 阴离子：CO32-、HCO3-、OH-、SO42-。根据电荷守恒即有：c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)+2c(SO42-)。向该滤液中滴加少量NaOH溶液，消耗H2CO3、CO32-增大，所以=比值变小

（3）Al(OH)3可用作阻热材料，利用Al(OH)3受热分解，使温度降低。