Question

日常生活中使用的鋁合金中的鋁來自于電解氧化鋁。工業上電解氧化鋁要求其純度不得低于98.2%，而天然鋁土礦的氧化鋁含量為50%～70%，雜質主要為SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O等。工業生產鋁錠的工藝流程示意圖如下：

　 一些氫氧化物沉淀的pH如下表：

沉淀物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Mg(OH)2
開始沉淀pH(離子初始濃度0.01 mol/L)	4	2.3	10.4
完全沉淀pH(離子濃度<10－5 mol/L)	5.2	4.1	12.4

請回答下列問題：

(1)加入鹽酸時，氧化鋁發生反應的離子方程式為________________。

(2)實驗室進行步驟②③④的操作名稱為________。

(3)固體A的化學式為________，物質C的化學式為________；溶液中的Na＋、Ca2＋、Mg2＋是在步驟________中分離出去的。

(4)步驟③調節pH的數值范圍為________，步驟④調節pH的數值范圍為________。

(5)步驟⑥反應的化學方程式為________。

 

Answer 1

(1)Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O　(2)過濾　(3)SiO2　NaOH[或Ca(OH)2]　④　(4)4.1<pH<4.5(或略大于4.1，損失一點兒Al3＋，保證Fe3＋沉淀完全)　5.2<pH<10.4(或6<pH<10)　(5)2Al2O3(熔融) 4Al＋3O2↑

【解析】②③④的操作均是分離固體和液體，該操作應是過濾；SiO2不與鹽酸發生反應，固體A為SiO2；加入C調節pH值，中和鹽酸，并控制氫氧化物沉淀的pH；保證Fe3＋沉淀完全，分析表格數據，步驟③應控制在4.1<pH<4.5，步驟④應控制在5.2<pH<10.4(或6<pH<10)；控制范圍決定了Na＋、Ca2＋、Mg2＋是在步驟④中除去的；步驟⑥為工業上電解氧化鋁。