Question

鋁用途廣泛，用鋁土礦（主要成分為Al₂O₃?nH₂O、少量SiO₂和Fe₂O₃）制取Al有如下途徑：

（1）濾液A加過量NaOH離子方程式表示為

 

（2）灼燒時(shí)盛放藥品的儀器名稱是

 

．
（3）步驟Ⅳ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（4）步驟Ⅲ中生成固體C的離子反應(yīng)方程式為

 

．
（5）取濾液B 100mL，加入1mol?L^-1鹽酸200mL，沉淀量達(dá)到最大且質(zhì)量為11.7g．則濾液B中c（AlO

- 2

）=

 

，c（Na⁺）

 

6mol?L^-1（填“＞”、“=”或“＜”）．

Answer 1

考點(diǎn)：鎂、鋁的重要化合物,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：SiO₂和硫酸不反應(yīng)，F(xiàn)e₂O₃和氫氧化鈉不反應(yīng)而氧化鋁能反應(yīng)，向偏鋁酸鈉中通入過量的二氧化碳可以生成氫氧化鋁沉淀．鋁土礦中加入硫酸，沉淀A為SiO₂，濾液A中含有Al₂（SO₄）₃、Fe（SO₄）₃，加入過量NaOH，沉淀B為Fe（OH）₃，濾液B中含有NaAlO₂，通入二氧化碳?xì)怏w，濾液C中含有碳酸鈉或碳酸氫鈉，氫氧化鋁在加熱分解可生成氧化鋁，以此解答該題．

解答： 解：（1）根據(jù)以上分析，濾液A中含有Al₂（SO₄）₃、Fe（SO₄）₃，加入過量NaOH故反應(yīng)的離子方程式為4OH^-+Al³⁺═AlO₂^-+2H₂O、Fe³⁺+4OH^-═Fe（OH）₃↓；
故答案：4OH^-+Al³⁺═AlO₂^-+2H₂O、Fe³⁺+4OH^-═Fe（OH）₃↓；
（2）根據(jù)加熱溶液一般在蒸發(fā)皿里進(jìn)行，而固體一般在坩堝中進(jìn)行，故答案：坩堝；
（3）根據(jù)以上分析，固體C為氫氧化鋁，所以步驟Ⅳ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O；故答案：2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O；
（4）步驟Ⅲ中生成固體C的反應(yīng)是向?yàn)V液B中通入二氧化碳?xì)怏w，又根據(jù)以上分析，濾液B中含有NaAlO₂，故反應(yīng)的離子方程式：AlO₂^-+CO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-；故答案：AlO₂^-+CO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（5）根據(jù)以上分析濾液B中含有硫酸鈉、偏鋁酸鈉、過量的氫氧化鈉，向?yàn)V液中加入1mol/L鹽酸200mL，沉淀量達(dá)到最大且質(zhì)量為11.7g為Al（OH）₃的質(zhì)量，則根據(jù)鋁原子守恒，c（AlO

- 2

）=

n(Al(OH) 3)

V

=

11.7 78

0.1

=1.5mol?L^-1
最后所得的溶液中溶質(zhì)為硫酸鈉、氯化鈉，根據(jù)鈉離子守恒有n（NaOH）=n（NaCl）+2（Na₂SO₄），根據(jù)氯離子與硫酸根守恒有n（NaCl）=n（HCl）=0.2L×1mol/L=0.2mol，n（Na₂SO₄）=n（H₂SO₄）＞3n（Al₂（SO₄）₃）=3×

11.7

78

mol=0.45mol，故n（NaOH）=n（NaCl）+2（Na₂SO₄）＞0.2mol+2×0.45mol=1.1mol，故c（Na⁺）＞

1.1mol

0.1L

=11mol/L，
故答案：1.5mol?L^-1；＞；

點(diǎn)評：考查混合物的有關(guān)計(jì)算及反應(yīng)方程式的書寫，難度中等，清楚反應(yīng)過程是解題的關(guān)鍵，注意守恒思想的運(yùn)用，簡化計(jì)算過程．