Question

鋁土礦的主要成分為氧化鋁，還有少量的氧化鐵和二氧化硅雜質．工業(yè)上經過下列工藝可以冶煉金屬鋁：下列說法中正確的是（　　）

• A、濾液A可用于凈水，其凈水原理為Al³⁺+3H₂O═Al（OH）₃+3H⁺
• B、固體C→固體D的操作過程中主要儀器是酒精燈、蒸餾皿、玻璃棒
• C、濾液C中存在以下關系：c（Na⁺）=c（SO₄^2-）+2 c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-）-c（H⁺）
• D、若在100 mL濾液B中加入1 mol?L^-1HCl 200 mL，沉淀達到最大且質量為11.7 g，則濾液B中c（Na⁺）大小2 mol?L

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：SiO₂和鹽酸不反應，Fe₂O₃和氫氧化鈉不反應而氧化鋁能反應，向偏鋁酸鈉中通入過量的二氧化碳可以生成氫氧化鋁沉淀．
鋁土礦加入足量稀硫酸可生成硫酸鋁、硫酸鐵，殘渣A為二氧化硅，濾液A中含有硫酸鐵、硫酸鋁，加入過量氫氧化鈉溶液，得到殘渣B為氫氧化鐵，濾液B為AlO₂^-，
步驟③通入二氧化碳，生成的沉淀為氫氧化鋁，經過濾、洗滌、灼燒可得氧化鋁，電解可得到鋁，以此解答該題．

解答： 解：SiO₂和鹽酸不反應，Fe₂O₃和氫氧化鈉不反應而氧化鋁能反應，向偏鋁酸鈉中通入過量的二氧化碳可以生成氫氧化鋁沉淀．
鋁土礦加入足量稀硫酸可生成硫酸鋁、硫酸鐵，殘渣A為二氧化硅，濾液A中含有硫酸鐵、硫酸鋁，加入過量氫氧化鈉溶液，得到殘渣B為氫氧化鐵，濾液B為AlO₂^-，
步驟③通入二氧化碳，生成的沉淀為氫氧化鋁，經過濾、洗滌、灼燒可得氧化鋁，電解可得到鋁，
A．濾液A的主要成分為氯化鋁，其凈水原理為Al³⁺+3H₂O Al（OH）₃+3H⁺，由于水程度小，不能用等號，故A錯誤；
B．在坩堝中灼燒Al（OH）₃得Al₂O₃，故B錯誤；
C．濾液C為NaHCO₃、Na₂SO₄的混合溶液，根據電荷守恒有：c（Na⁺）=2 c（SO₄^2-）+2 c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+ c（OH^-）-c（H⁺），故C錯誤；
D．濾液B為NaOH、NaAlO₂、Na₂SO₄的混合物，加入鹽酸生成Al（OH）₃11.7g，即n（NaAlO₂）=0.15mol，NaOH、NaAlO₂轉化為NaCl，故c（Na⁺）＞0.2mol?L^-1，故D正確．
故選D．

點評：本題以框圖題形式考查鋁的化合物的性質，為高頻考點，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，難度中等，清楚冶煉鋁工藝流程原理，是對知識遷移的綜合運用．