Question

工业上电解氧化铝要求其纯度不得低于98.2%，而天然铝土矿的氧化铝含量为50%～70%，杂质主要为SiO₂、Fe₂O₃、CaO、MgO、Na₂O等。工业生产铝锭的工艺流程示意图如下：

部分氢氧化物沉淀的pH如下表

沉淀物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Mg(OH2
开始沉淀pH (离子初始浓度0.01 mol/L)	4.3	2.3	10.4
完全沉淀pH (离子浓度<10^-5 mol/L)	5.2	4.1	12.4

请回答下列问题：

（1）加入盐酸时，氧化铝发生反应的离子方程式为_________。

（2）实验室进行步骤②的操作名称为________，其使用到的玻璃仪器是      。

（3）固体A的化学式为_______，物质C的化学式为_______；溶液中的Na^＋、Ca^2＋、Mg^2＋是在步骤________（填序号）中分离出去的。

（4）步骤③调节pH的数值范围为_______，步骤④调节pH的数值范围为_____。

Answer

（1）Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O

（2）过滤漏斗、烧杯、玻璃棒

（3）SiO2 NaOH[或Ca(OH)2] ④

（4）4.1≤pH<4.3 5.2≤pH<10.4

【解析】

试题分析：（1）氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水，离子反应方程式为：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，故答案为：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；

（2）分离液态和不溶性固体采用过滤的方法，其使用到的玻璃仪器是漏斗、烧杯、玻璃棒，故答案为：过滤；漏斗、烧杯、玻璃棒；

（3）二氧化硅和盐酸不反应，所以A固体物质是SiO2，步骤③中加入的物质C中和盐酸，且除去铁离子，应该碱，一般常用NaOH  或Ca（OH）2溶液，步骤④中调节溶液pH，使铝离子完全沉淀，而其它离子不沉淀，所以溶液中的Na+、Ca2+、Mg2+是在步骤④中除去的，

故答案为：SiO2；NaOH[或Ca（OH）2]；④；

（4）根据表格知，步骤③中要完全除去铁离子，溶液的pH=4.1，pH=4.3时铝离子开始沉淀，pH=5.2时铝离子完全沉淀，所以要完全除去铁离子，溶液的4.1≤pH＜4.3；步骤④中要使铝离子完全沉淀，溶液的pH=5.2，镁离子开始沉淀溶液的pH=10.4，所以要使铝离子沉淀完全而镁离子不产生沉淀，则溶液的5.2≤pH＜10.4，故答案为：4.1≤pH＜4.3；5.2≤pH＜10.4．

考点：电解原理