Question

【題目】工業(yè)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(zhì)主要為SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O等。工業(yè)生產(chǎn)鋁錠的工藝流程示意圖如下：

部分氫氧化物沉淀的pH如下表

沉淀物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Mg(OH2
開(kāi)始沉淀pH (離子初始濃度0.01 mol/L)	4.3	2.3	10.4
完全沉淀pH (離子濃度<10-5 mol/L)	5.2	4.1	12.4

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）加入鹽酸時(shí)，氧化鋁發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________。

（2）實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行步驟②的操作名稱為________，其使用到的玻璃儀器是 。

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

（4）步驟③調(diào)節(jié)pH的數(shù)值范圍為_______，步驟④調(diào)節(jié)pH的數(shù)值范圍為_____。

Answer 1

【答案】（1）Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O

（2）過(guò)濾漏斗、燒杯、玻璃棒

（3）SiO2 NaOH[或Ca(OH)2] ④

（4）4.1≤pH<4.3 5.2≤pH<10.4

【解析】

試題分析：（1）氧化鋁和鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和水，離子反應(yīng)方程式為：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，故答案為：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；

（2）分離液態(tài)和不溶性固體采用過(guò)濾的方法，其使用到的玻璃儀器是漏斗、燒杯、玻璃棒，故答案為：過(guò)濾；漏斗、燒杯、玻璃棒；

（3）二氧化硅和鹽酸不反應(yīng)，所以A固體物質(zhì)是SiO2，步驟③中加入的物質(zhì)C中和鹽酸，且除去鐵離子，應(yīng)該堿，一般常用NaOH 或Ca（OH）2溶液，步驟④中調(diào)節(jié)溶液pH，使鋁離子完全沉淀，而其它離子不沉淀，所以溶液中的Na+、Ca2+、Mg2+是在步驟④中除去的，

故答案為：SiO2；NaOH[或Ca（OH）2]；④；

（4）根據(jù)表格知，步驟③中要完全除去鐵離子，溶液的pH=4.1，pH=4.3時(shí)鋁離子開(kāi)始沉淀，pH=5.2時(shí)鋁離子完全沉淀，所以要完全除去鐵離子，溶液的4.1≤pH＜4.3；步驟④中要使鋁離子完全沉淀，溶液的pH=5.2，鎂離子開(kāi)始沉淀溶液的pH=10.4，所以要使鋁離子沉淀完全而鎂離子不產(chǎn)生沉淀，則溶液的5.2≤pH＜10.4，故答案為：4.1≤pH＜4.3；5.2≤pH＜10.4．