Question

6．以鋁土礦（主要成分是Al₂O₃，雜質(zhì)有SiO₂、Fe₂O₃等）為原料，采用拜耳法生產(chǎn)Al₂O₃的流程如圖1所示：

（1）Al₂O₃可用于電解制Al，其反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Al₂O₃（熔融）═4Al+3O₂↑．
（2）調(diào)控反應(yīng)池中鈉鋁元素之比一定時，Al₂O₃溶于NaOH，SiO₂轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀．Al₂O₃溶于NaOH的離子方程式是Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O．
（3）該生產(chǎn)過程中，需向沉淀池中加入X．
①X 可為過量的CO₂，則濾液II中主要的溶質(zhì)是NaHCO₃，為了使濾液II循環(huán)利用，應(yīng)補充的物質(zhì)是a（選填字母）；
a．CaO          b．HCl          c．Na₂CO₃
②X 也可為少量Al（OH）₃晶種（晶種可加速沉淀的生成），其優(yōu)點是濾液 II可直接循環(huán)使用．
（4）測鋁土礦中鋁元素含量：
I  將m g鋁土礦樣品經(jīng)處理配成V mL溶液
II 取少量該溶液用EDTA法測得該溶液中Fe³⁺、Al³⁺濃度之和為a mol•L^-1
III 另取少量該溶液，將Fe³⁺用鹽酸羥胺還原為Fe²⁺后，利用吸光度法測得吸光度為0.400（吸光度與Fe²⁺濃度對應(yīng)曲線如圖2），該鋁土礦樣品中鋁元素的質(zhì)量分數(shù)表達式是$\frac{27V（a-0.0400×10{\;}^{-3}）}{1000m}$（用字母表示）．

Answer 1

分析 鋁土礦中加入氫氧化鈉溶液，氧化鋁和二氧化硅與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和硅酸鈉，則濾液Ⅰ為偏鋁酸鈉，可通入二氧化碳氣體，生成氫氧化鋁，煅燒可生成氧化鋁．
（1）Al₂O₃可用于電解制Al；
（2）三氧化二鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉；
（3）①偏鋁酸鈉與過量的CO₂反應(yīng)生成碳酸氫鈉，碳酸氫鈉與氧化鈣反應(yīng)生成氫氧化鈉；
②Al（OH）₃晶種可加速沉淀的生成；
（4）由圖知Fe²⁺濃度為0.00004mol•L^-1，可求出鋁離子的濃度．

解答 解：（1）Al₂O₃可用于電解制Al，化學(xué)方程式是2Al₂O₃（熔融）═4Al+3O₂↑，故答案為：2Al₂O₃（熔融）═4Al+3O₂↑；
（2）三氧化二鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，離子方程式是Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，故答案為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
（3）①偏鋁酸鈉與過量的CO₂反應(yīng)生成碳酸氫鈉，碳酸氫鈉與氧化鈣反應(yīng)生成氫氧化鈉，可循環(huán)使用，故答案為：NaHCO₃；a；
②Al（OH）₃晶種可加速沉淀的生成，偏鋁酸鈉水解生成氫氧化鋁和氫氧化鈉，濾液II可直接循環(huán)使用，故答案為：濾液 II可直接循環(huán)使用；
（4）由圖知Fe²⁺濃度為0.00004mol•L^-1，鋁離子的濃度為a-0.00004，鋁的物質(zhì)的量為（a-0.00004）×$\frac{V}{1000}$，鋁元素的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{27V（a-0.0400×10{\;}^{-3}）}{1000m}$，故答案為：$\frac{27V（a-0.0400×10{\;}^{-3}）}{1000m}$．

點評 本題考查物質(zhì)的制備和物質(zhì)含量的測定，為高考常見題型和高頻考點，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實驗?zāi)芰Φ目疾�，注意把握題給信息，結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)設(shè)計實驗步驟，題目難度不大．