Question

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

（1）濾液甲的主要成分是______
（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子 （ H⁺） 的能力，由強到弱的順序是______（填字母序號）
a．AlO₂^-或Al（OH）₄^-　　　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，兩極均有氣體產生，且全部逸出，在陰極區(qū)還有沉淀生成，最后沉淀部分消失．寫出陰極的電極反應方程式______，沉淀部分消失的原因可用離子方程式表示為：______
（5）�。�4）電解以后的溶液 10.0mL，經分析，該溶液中只含有兩種等物質的量濃度的堿性溶質，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．請畫出生成沉淀的物質的量與加入鹽酸體積的關系圖．

Answer 1

解：（1）氧化鋁為兩性氧化物，與NaOH反應生成NaAlO₂，SiO₂為酸性氧化物，在加熱條件下反應生成Na₂SiO₃，反應后所得濾液中含有偏鋁酸鈉、硅酸鈉以及過量的氫氧化鈉，
故答案為：NaOH、NaAl（OH）₄（NaAlO₂）、Na₂SiO₃[或氫氧化鈉、鋁酸鈉（偏鋁酸鈉）、硅酸鈉]；
（2）根據反應產物可知，在濾液甲中通入二氧化碳氣體，先與NaOH反應生成碳酸鈉，后與偏鋁酸鈉反應生成氫氧化鋁，硅酸鈉沒有反應，
反應的離子方程式分別為：CO₂+2OH^-═CO₃^2-+H₂O，CO₂+3H₂O+2AlO₂^-═2Al（OH）₃↓+2H₂O^-+CO₃^2-，
故答案為：CO₂+2OH^-═CO₃^2-+H₂O，CO₂+3H₂O+2AlO₂^-═2Al（OH）₃↓+2H₂O^-+CO₃^2-；
（3）三種混合液中，最先結合 H⁺離子的是OH^-離子，由反應Ⅱ可知，AlO₂^-離子較SiO₃^2-離子先結合 H⁺離子生成Al（OH）₃，
故答案為：bac；
（4）濾液甲中加入過量鹽酸反應生成氯化鋁，電解時陽極反應為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，陰極反應為2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑，
陰極上還發(fā)生Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O 等反應，
故答案為：2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑；Al（OH）₃+OH^-═Al（OH）₄^- 或Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O；
（5）電解后溶液中只含有兩種等物質的量濃度的堿性溶質，應為NaOH和NaAlO₂溶液，加入鹽酸時先后發(fā)生反應：OH^-+H⁺═H₂0，AlO₂^-+H⁺+H₂O═Al（OH）₃↓，Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O，
設NaOH為xmol，則所需鹽酸為x+x+3x=0.100mol?L^-1×0.05L=0.005mol，x=0.001mol，以此畫出圖象，
故答案為：
分析：（1）氧化鋁為兩性氧化物，與NaOH反應生成NaAlO₂，SiO₂為酸性氧化物，在加熱條件下反應生成Na₂SiO₃，以此分析反應產物；
（2）根據反應產物可知，在濾液甲中通入二氧化碳氣體，先與NaOH反應生成碳酸鈉，后與偏鋁酸鈉反應生成氫氧化鋁，硅酸鈉沒有反應，以此書寫反應的離子方程式；
（3）三種混合液中，最先結合 H⁺離子的是OH^-離子，由反應Ⅱ可知，AlO₂^-離子較SiO₃^2-離子先結合 H⁺離子生成Al（OH）₃；
（4）根據溶液中離子組成和溶液中離子的放電順序判斷反應的離子方程式；
（5）電解后溶液中只含有兩種等物質的量濃度的堿性溶質，應為NaOH和NaAlO₂溶液，加入鹽酸時先后發(fā)生反應：OH^-+H⁺═H₂0，AlO₂^-+H⁺+H₂O═Al（OH）₃↓，Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O，
設NaOH為xmol，則所需鹽酸為x+x+3x=0.100mol?L^-1×0.05L=0.005mol，x=0.001mol，以此畫出圖象．
點評：本題考查鎂和鋁的重要化合物，題目難度中等，注意把握物質的重要性質．