Question

【題目】鋁土礦(主要成分為Al2O3，還含有SiO2、Fe2O3)是工業上制備氧化鋁的主要原料．工業上提取氧化鋁的工藝流程如下：

(1)沉淀A的成分是（填化學式）_________。

(2) 步驟②中加入過量NaOH溶液發生反應的離子方程式，除了H++OH﹣=H2O還有：

_____________________________、________________________________；

(3) 步驟③中通入過量CO2氣體而不加入過量鹽酸的理由是___________________；

(4) 準確稱取8g鋁土礦樣品，加入一定量試劑a的溶液，使其中的Al2O3、Fe2O3恰好溶解；然后，向濾液中加入10mol·L－1的NaOH溶液，產生沉淀的質量與加入NaOH溶液的體積關系如圖所示，則樣品中Al2O3的百分含量為_________。

Answer 1

【答案】 SiO2 Fe3++3OH﹣=Fe(OH)3 Al3++4OH﹣=[Al(OH)4]﹣ 過量鹽酸能使生成的Al(OH)3溶解 63.75%

【解析】鋁土礦中加入過量試劑a，然后操作I得到沉淀A和濾液甲，則操作I為過濾，濾液甲中加入過量NaOH溶液操作II后得到沉淀B和濾液乙，操作II是過濾；Al2O3、SiO2能溶于強堿溶液而Fe2O3不溶于強堿溶液，SiO2不溶于稀鹽酸而Fe2O3、Al2O3能溶于稀鹽酸，根據圖知，濾液甲中含有鋁元素，則試劑a為稀鹽酸，沉淀A為SiO2，濾液甲中溶質為氯化鋁和氯化鐵、HCl，沉淀B為Fe(OH)3，濾液乙中含有NaAlO2和NaOH、NaCl，向濾液乙中通入過濾二氧化碳得到濾液碳酸氫鈉溶液，沉淀C為Al(OH)3，加熱氫氧化鋁得到氧化鋁。

(1)通過以上分析知，沉淀A SiO2，故答案為：SiO2 ；

(2)步驟②中加入過量NaOH溶液后，稀鹽酸、鐵離子、鋁離子都和NaOH溶液反應，發生反應的離子方程式是H++OH-=H2O、Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓、Al3++4OH-=[Al(OH)4]-，故答案為：Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓、Al3++4OH-=[Al(OH)4]-；

(3)步驟③中通入過量CO2氣體而不加入過量鹽酸的理由是過量的稀鹽酸能溶解生成的氫氧化鋁而得不到氫氧化鋁，故答案為：過量鹽酸能使生成的Al(OH)3溶解；

(4)根據圖知，35-45mLNaOH溶液是溶解Al(OH)3，溶解Al(OH)3所需NaOH體積是生成Al(OH)3所需NaOH溶液體積的，所以生成Al(OH)3所需NaOH溶液體積為30mL，35mLNaOH溶液時鋁離子、鐵離子完全沉淀，則生成氫氧化鐵沉淀所需NaOH溶液體積為5mL，

根據關系式Al2O3～2Al(OH)3～6NaOH知，n(Al2O3)= =0.05mol，m(Al2O3)=0.05mol×102g/mol=5.1g，氧化鋁質量分數=×100%=63.75%，故答案為：63.75%。