Question

鋁土礦（主要成分為Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃）是提取氧化鋁的原料．提取氧化鋁的工藝流程如下：

（1）濾液甲的主要成分是（寫化學式）

 

（2）寫出反應Ⅱ的離子方程式：

 

（3）結合反應Ⅱ，判斷下列微粒結合質(zhì)子（H⁺）的能力，由強到弱的順序是

 

（填字母序號）
a．AlO₂^-       b．OH^-        c．SiO₃^2-
（4）取濾液甲少許，加入過量鹽酸，過濾；再用惰性電極電解其濾液，兩極均有氣體產(chǎn)生，且全部逸出，在陰極區(qū)還有沉淀生成，最后沉淀消失．沉淀消失的原因可用離子方程式表示為：

 

（5）取 （4）電解以后的溶液10.0mL，經(jīng)分析，該溶液中只含有兩種等物質(zhì)的量濃度的堿性溶質(zhì)，向其中逐滴加入0.100mol?L^-1 鹽酸溶液，當加入50.0mL 鹽酸溶液時，生成的沉淀恰好溶解．
①加入50.0mL 鹽酸溶液發(fā)生的離子反應的先后順序依次為：

 

②請在坐標系中畫出生成沉淀的物質(zhì)的量與加入鹽酸體積的關系圖

 

．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計,鎂、鋁的重要化合物,物質(zhì)的分離、提純和除雜

專題：實驗題

分析：由制備流程可知，I中Al₂O₃、SiO₂與NaOH反應，而Fe₂O₃不與NaOH反應，則沉淀為Fe₂O₃；I發(fā)生Al₂O₃+2NaOH+3H₂O═2Na〔Al（OH）₄〕、SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O，濾液甲中含NaOH、NaAlO₂、Na₂SiO₃，再通入二氧化碳發(fā)生2AlO₂^-+CO₂+3H₂O═2Al（OH）₃↓+CO₃^2-；最后氫氧化鋁受熱分解生成氧化鋁與水，結合物質(zhì)的性質(zhì)及反應原理解答．

解答： 解：由制備流程可知，I中Al₂O₃、SiO₂與NaOH反應，而Fe₂O₃不與NaOH反應，則沉淀為Fe₂O₃；I發(fā)生Al₂O₃+2NaOH+3H₂O═2Na〔Al（OH）₄〕、SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O，濾液甲中含NaOH、NaAlO₂、Na₂SiO₃，再通入二氧化碳發(fā)生2AlO₂^-+CO₂+2H₂O═2Al（OH）₃↓+CO₃^2-；最后氫氧化鋁受熱分解生成氧化鋁與水，
（1）由上述分析可知，濾液甲中含NaOH、NaAlO₂、Na₂SiO₃，故答案為：NaOH、NaAlO₂、Na₂SiO₃；
（2）由流程可知，反應Ⅱ的離子方程式為CO₂+2OH^-═CO₃^2-+2H₂O、2AlO₂^-+CO₂+3H₂O═2Al（OH）₃↓+CO₃^2-或CO₂+2H₂O+2 AlO₂^-═2Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：CO₂+2OH^-═CO₃^2-+2H₂O、2AlO₂^-+CO₂+3H₂O═2Al（OH）₃↓+CO₃^2-；
（3）堿性越強，結合質(zhì)子（H⁺）的能力越強，則結合質(zhì)子（H⁺）的能力為b＞a＞c，故答案為：b＞a＞c；
（4）濾液甲少許，加入過量鹽酸，過濾，得到濾液中含NaCl、AlCl₃，再用惰性電極電解其濾液，生成NaOH和氫氣、氯氣，在陰極區(qū)還有沉淀生成，最后沉淀消失，沉淀消失發(fā)生Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，故答案為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（5）該溶液中只含有兩種等物質(zhì)的量濃度的堿性溶質(zhì)，向其中逐滴加入0.100mol?L^-1 鹽酸溶液，當加入50.0mL 鹽酸溶液時，生成的沉淀恰好溶解，則溶質(zhì)為NaOH、NaAlO₂，
①加入50.0mL 鹽酸溶液發(fā)生的離子反應的先后順序依次為H⁺+OH^-═H₂O、H⁺+AlO₂^-+H₂O═Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O，
故答案為：H⁺+OH^-═H₂O、H⁺+AlO₂^-+H₂O═Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O；
②由H⁺+OH^-═H₂O、H⁺+AlO₂^-+H₂O═Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O，且NaOH、NaAlO₂物質(zhì)的量相等，可知消耗鹽酸為1：1：3圖象如下所表示，
，故答案為：．

點評：本題考查物質(zhì)制備實驗方案的設計及物質(zhì)分離提純等，綜合性較強，為高頻考點，把握發(fā)生的反應及反應的先后順序、酸性強弱等為解答的關鍵，側重分析能力、知識綜合應用能力的考查，題目難度中等．