Question

14．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(zhì)．工業(yè)上經(jīng)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、蒸發(fā)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(zhì)量為11.7 g，則濾液B 中c（Na⁺）大小2 mol•L

Answer 1

分析 SiO₂和鹽酸不反應，F(xiàn)e₂O₃和NaOH溶液不反應而Al₂O₃能反應，向NaAlO₂中通入過量的CO₂可以生成Al（OH）₃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NaOH溶液，得到殘渣B為Fe（OH）₃，濾液B為AlO₂^-，
步驟③通入二氧化碳，生成的沉淀為Al（OH）₃，經(jīng)過濾、洗滌、灼燒可得Al₂O₃，電解可得到鋁，據(jù)此分析解答．

解答 解：SiO₂和鹽酸不反應，F(xiàn)e₂O₃和NaOH溶液不反應而Al₂O₃能反應，向NaAlO₂中通入過量的CO₂可以生成Al（OH）₃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NaOH溶液，得到殘渣B為Fe（OH）₃，濾液B為AlO₂^-，
步驟③通入二氧化碳，生成的沉淀為Al（OH）₃，經(jīng)過濾、洗滌、灼燒可得Al₂O₃，電解可得到鋁，
A．通過以上分析知，濾液A 的主要成分為氯化鋁，其凈水原理為Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，由于水解程度小，不能用等號，故A錯誤；
B．在坩堝中灼燒Al（OH） ₃得Al ₂O₃，故B錯誤；
C．濾液C 為NaHCO₃、Na₂SO₄的混合溶液，根據(jù)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(zhuǎn)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(zhì)，為高頻考點，側(cè)重于學生的分析能力和實驗能力的考查，清楚流程圖中發(fā)生的反應及各物質(zhì)的成分及其性質(zhì)是解本題關鍵，注意D選項的計算方法，題目難度中等．