Question

【題目】鋁是地殼中含量最多的金屬元素,在自然界主要以化合態形式存在于氧化鋁中，鋁土礦的主要成分是Al2O3，此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質，冶煉金屬鋁很重要的一個過程是Al2O3的提純。工業流程如下：

(1)試劑X應選擇______（填標號）。

A.過量NaOH溶液 B.過量稀鹽酸 C.過量FeCl3溶液

(2)若在實驗室進行過濾操作，必須用到的玻璃儀器除了燒杯，還有_________；

(3)濾渣A和B的主要成份分別為_____、______；

(4)若②中逐滴滴加NaOH溶液，則實驗過程中產生沉淀的物質的量與加入NaOH溶液的體積之間的關系圖正確的是_______；(填標號)

(5)③中與NaOH溶液反應的離子方程式為__________；

(6)④中發生反應的化學方程式為______________。

Answer 1

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

【解析】

鋁土礦的主要成分是Al2O3，此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質，步驟①用鹽酸溶解，發生反應：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，過濾得到濾渣A中含有SiO2，濾液中含Fe3+、Al3+，向該濾液中加入過量的NaOH溶液，Al3+反應生成NaAlO2溶液，Fe3+形成Fe(OH)3沉淀，過濾，Fe(OH)3進入濾渣B中，向濾液中再通入過量的二氧化碳氣體，NaAlO2發生反應生成Al(OH)3的沉淀，將Al(OH)3灼燒生成Al2O3，最后電解熔融的Al2O3得到鋁單質，以此解答該題。

由以上分析可知：

(1)試劑X是稀鹽酸，故合理選項是B；

(2)若在實驗室進行過濾操作，必須用到的玻璃儀器除了燒杯，還有漏斗、玻璃棒；

(3)根據上述分析可知濾渣A主要成分是SiO2；濾渣B的主要成分是Fe(OH)3；

(4)在②是溶液在含有過量HCl、AlCl3、FeCl3，向其中逐滴加入過量的氫氧化鈉溶液，首先發生酸堿中和反應：H++OH-=H2O，開始滴加無沉淀產生，后發生反應：Al3++3OH-=Al(OH)3↓；Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓；當Al3+、Fe3+恰好反應完全時，沉淀達到最大值，后再加入NaOH溶液，發生反應：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O，由于Fe(OH)3不能被NaOH溶液溶解，當Al(OH)3恰好反應完全后，沉淀的量不再發生變化，故合理的圖象是C；

(5)向NaAlO2溶液中通入過量CO2氣體，發生AlO2-+CO2+H2O=Al(OH)3↓+HCO3-，過濾得到濾渣中含有Al(OH)3，得到的濾液③中含有HCO3-，向該溶液中加入NaOH溶液，發生反應： HCO3-+OH-=CO32-+H2O；

(6)濾渣是Al(OH)3，將其灼燒，發生分解反應：2Al(OH)3Al2O3+H2O，最后得到氧化鋁。