Question

铝用途广泛，用铝土矿(主要成分为Al₂O₃·nH₂O、少量SiO₂和Fe₂O₃)制取Al有如下途径：

（1）滤液A加过量NaOH离子方程式表示为____________________；

（2）灼烧时盛放药品的仪器名称是____________________。

（3）步骤IV中发生反应的化学方程式是                      。

（4）步骤Ⅲ中生成固体C的离子反应方程式为____________________。

（5）取滤液B 100 mL，加入1 mol·L^－1盐酸200 mL，沉淀量达到最大且质量为11.7 g。则滤液B中c(AlO)＝          ， c(Na^＋)________6 mol·L^－1(填“>”、“＝”或“<”)。

Answer

（1）4OH—+Al3+=AlO2—+2H2O、Fe3＋＋3OH—=Fe(OH)3↓（2）坩埚；

（3）2Al(OH)3 Al2O3+3H2O；

（4）AlO2—＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3-；

（5）1.5 mol·L－1；>；

【解析】

试题分析：（1）根据以上分析，滤液A中含有Al2(SO4)3、Fe(SO4)3，加入过量NaOH故反应的离子方程式为4OH-+Al3+═AlO2-+2H2O、Fe3++4OH-═Fe(OH)3↓；故答案为：4OH-+Al3+═AlO2-+2H2O、Fe3++4OH-═Fe(OH)3↓；

（2）根据加热溶液一般在蒸发皿里进行，而固体一般在坩埚中进行，故答案：坩埚；

（3）根据以上分析，固体C为氢氧化铝，所以步骤Ⅳ中发生反应的化学方程式2Al(OH)3Al2O3+3H2O；

（4）步骤Ⅲ中生成固体C的反应是向滤液B中通入二氧化碳气体，又根据以上分析，滤液B中含有NaAlO2，故反应的离子方程式：AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-；

（5）根据以上分析滤液B中含有硫酸钠、偏铝酸钠、过量的氢氧化钠，向滤液中加入1mol/L盐酸200mL，沉淀量达到最大且质量为11.7g为Al(OH)3的质量，则根据铝原子守恒，c(AlO2-)===1.5mol•L-1

最后所得的溶液中溶质为硫酸钠、氯化钠，根据钠离子守恒有n(NaOH)=n(NaCl)+2(Na2SO4)，根据氯离子与硫酸根守恒有n(NaCl)=n(HCl)=0.2L×1mol/L=0.2mol，n(Na2SO4)=n(H2SO4)＞3n(Al2(SO4)3)=3×mol=0.45mol，

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

故c(Na+)＞=11mol/L，故答案：1.5mol•L-1；＞。

【考点定位】考查镁、铝的重要化合物；制备实验方案的设计

【名师点晴】考查混合物的有关计算及反应方程式的书写。清楚反应过程是解题的关键，注意守恒思想的运用，简化计算过程。本题中反应过程是：SiO2和硫酸不反应，Fe2O3和氢氧化钠不反应而氧化铝能反应，向偏铝酸钠中通入过量的二氧化碳可以生成氢氧化铝沉淀．铝土矿中加入硫酸，沉淀A为SiO2，滤液A中含有Al2(SO4)3、Fe(SO4)3，加入过量NaOH，沉淀B为Fe(OH)3，滤液B中含有NaAlO2，通入二氧化碳气体，滤液C中含有碳酸钠或碳酸氢钠，氢氧化铝在加热分解可生成氧化铝。