Question

【題目】超細氧化鋁是一種重要的功能陶瓷原料。

Ⅰ、（1）實驗室常以NH4Al(SO4)2和NH4HCO3為原料，在一定條件下先反應生成沉淀NH4AlO(OH)HCO3，該沉淀高溫分解即得超細Al2O3。NH4AlO(OH)HCO3熱分解的化學反應方程式為________________________________________________。

（2）NH4Al(SO4)2·12H2O的相對分子質量為453。欲配制100 mL pH為2、濃度約為0.1 mol·L－1的NH4Al(SO4)2溶液，配制過程中須稱量NH4Al(SO4)2·12H2O固體_________g；

（3）在0.1 mol·L－1 NH4Al(SO4)2溶液中，鋁各形態的濃度(以Al3＋計)的對數(lgc)隨溶液pH變化的關系見如圖：

用NaOH溶液調節（2）中溶液pH至7，該過程中發生反應的離子方程式有_______________________、_______________________。

Ⅱ、從鋁土礦(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質)中提取氧化鋁的兩種工藝流程：

請回答下列問題：

（1）流程甲加入鹽酸后生成Al3＋的離子方程式為_________________________。

（2）流程乙向濾液Y中通入足量CO2的離子方程式為_____________________。

（3）濾液E、K中溶質的主要成分是__________(填化學式)。

Answer 1

【答案】2NH4AlO(OH)HCO3Al2O3＋2NH3↑＋3H2O＋2CO2↑ 4.5 NH4+＋OH－＝NH3·H2O Al3＋＋3OH－＝Al(OH)3↓ Al2O3＋6H＋＝2Al3＋＋3H2O CO2+AlO2－+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3－ NaHCO3

【解析】

Ⅰ、（1）根據原子守恒可知NH4AlO(OH)HCO3熱分解的化學反應方程式為2NH4AlO(OH)HCO3Al2O3＋2NH3↑＋3H2O＋2CO2↑；

（2）由物質的量濃度的定義式可知m[NH4Al（SO4）212H2O]=nM=cVM=0.1mol/L×0.1L×453g/mol=4.53g，由于托盤天平的精確度為0.1g，故為4.5g；

（3）由圖象可知，開始階段c（Al3+）沒變化，是由于OH-跟H+反應；而后c（Al3+）降低，生成Al（OH）3沉淀，是由于OH-跟Al3+反應；Al3+完全沉淀后，調節pH至7，OH-跟NH4+反應，發生的化學反應方程式為：NH4+＋OH－＝NH3·H2O、Al3＋＋3OH－＝Al(OH)3↓；

Ⅱ、（1）流程甲加入鹽酸，Al2O3與稀鹽酸反應，離子方程式為：Al2O3＋6H＋＝2Al3＋＋3H2O；

（2）流程乙中濾液Y為偏鋁酸鈉溶液，向其中通入足量CO2，化學反應方程式為NaAlO2+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+NaHCO3，離子方程式：CO2+AlO2－+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3－；

（3）濾液Y和D為偏鋁酸鈉溶液，通入過量的二氧化碳反應的化學方程式為：NaAlO2+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+NaHCO3，因此濾液E、K中溶質的主要成分是NaHCO3。