Question

Ⅰ．对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。

以下为铝材表面处理的一种方法：

碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，其原因是__________(用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的_____。

A．NH₃     B．CO₂ C．NaOH      D．HNO₃

Ⅱ．某混合物甲中含有明矾[KAl(SO₄)₂·12H₂O]、Al₂O₃和Fe₂O₃。在一定条件下由甲可实现下图所示的物质之间的转化：

(1)试剂a最好选用________(选填A、B、C、D)。

A．NaOH溶液       B．稀盐酸       C．二氧化碳        D．氨水

(2)写出反应①的离子方程式：___________________________________。

(3)反应②的化学方程式为：____________________________________。

(4) 反应①结束后进行的操作是________________________

(5)固体E可以作为复合性的化学肥料，E中所含物质的化学式为________．

Answer

2Al＋2OH－＋6H2O=2[Al(OH)4]－＋3H2↑ B D [Al(OH)4]－＋CO2=Al(OH)3↓＋HCO 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 过滤 (NH4)2SO4、K2SO4

【解析】

Ⅰ.铝容易被氧气氧化形成致密的氧化膜，碱洗时氧化铝转化为偏铝酸根进入溶液，为防止损失将其转化为氢氧化铝沉淀，需引入弱酸，同时铝暴露出来与碱液反应生成氢气，产生气泡；II.由甲的成分知加水溶解后，溶液中是KAl(SO4)2 ，沉淀是Al2O3 和Fe2O3 。

向沉淀中加 NaOH 溶液，Fe2O3 不反应，Al2O3 可与 NaOH 溶液反应生成NaAlO2 ，向NaAlO2溶液中通入过量CO2 可得Al(OH)3 沉淀和碳酸氢钠，Al(OH) 3 受热分解生成 B 为Al2O3 ，电解熔融氧化铝 B 得到气体 D 为O2 ，固体 A 为 Al ；向溶液中加过量氨水，溶液与过量氨水反应，Al3+ 被沉淀，得到氢氧化铝沉淀，溶液中剩余的是K2SO4 和(NH4 )2SO4 ，经过蒸发、结晶，得到的是K2SO4 和(NH4)2SO4 。

I.铝材碱洗可以洗去表面的氧化铝，裸露的铝会和碱溶液反应放出氢气，2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑，故碱洗时常有气泡冒出；

氢氧化铝是两性氢氧化物，可溶于强酸强碱，因此，碱洗槽液中的偏铝酸根，应通入CO2使其沉淀成氢氧化铝，发生反应2AlO2-+3H2O+CO2═2Al(OH)3↓+CO32-或CO2+2H2O+AlO2-═HCO3-+Al(OH)3↓；若加HNO3，生成的沉淀还会继续溶解，故答案为B；

II. (1)依据流程分析，向溶液中加入的试剂 a 作用是沉淀铝离子，应向溶液中加过量氨水，溶液与过量氨水反应，Al3+ 被沉淀，得到氢氧化铝沉淀，溶液中剩余的是K2SO4 和(NH4)2SO4 ，经过蒸发、结晶，得到的是K2SO4 和(NH4)2SO4 ，故答案为 D ；

(2)反应 ① 中二氧化碳过量，反应生成沉淀和碳酸氢钠，向NaAlO2 溶液中通入过量CO2 可得Al(OH)3 沉淀和碳酸氢钠，离子方程式为[Al(OH)4]－＋CO2=Al(OH)3↓＋HCO3-；

(3)反应②为Al2O3分解得到铝和氧气，化学方程式为2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑；

(4)反应①得到溶液和沉淀，二者分离采用过滤的方法，故进行的操作是过滤；

(5)由上面的分析可知，E中所含物质的化学式为(NH4)2SO4、K2SO4。