Question

【題目】工業上電解氧化鋁要求其純度不得低于98.2%，而天然鋁土礦的氧化鋁含量為50%～70%，雜質主要為SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O等。工業生產鋁錠的工藝流程示意圖如下：

部分氫氧化物沉淀的pH如下表

沉淀物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Mg(OH2
開始沉淀pH (離子初始濃度0.01 mol/L)	4.3	2.3	10.4
完全沉淀pH (離子濃度<10-5 mol/L)	5.2	4.1	12.4

請回答下列問題：

（1）加入鹽酸時，氧化鋁發生反應的離子方程式為_________。

（2）實驗室進行步驟②的操作名稱為________，其使用到的玻璃儀器是 。

（3）固體A的化學式為_______，物質C的化學式為_______；溶液中的Na＋、Ca2＋、Mg2＋是在步驟________（填序號）中分離出去的。

（4）步驟③調節pH的數值范圍為_______，步驟④調節pH的數值范圍為_____。

Answer 1

【答案】（1）Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O

（2）過濾漏斗、燒杯、玻璃棒

（3）SiO2 NaOH[或Ca(OH)2] ④

（4）4.1≤pH<4.3 5.2≤pH<10.4

【解析】

試題分析：（1）氧化鋁和鹽酸反應生成氯化鋁和水，離子反應方程式為：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，故答案為：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；

（2）分離液態和不溶性固體采用過濾的方法，其使用到的玻璃儀器是漏斗、燒杯、玻璃棒，故答案為：過濾；漏斗、燒杯、玻璃棒；

（3）二氧化硅和鹽酸不反應，所以A固體物質是SiO2，步驟③中加入的物質C中和鹽酸，且除去鐵離子，應該堿，一般常用NaOH 或Ca（OH）2溶液，步驟④中調節溶液pH，使鋁離子完全沉淀，而其它離子不沉淀，所以溶液中的Na+、Ca2+、Mg2+是在步驟④中除去的，

故答案為：SiO2；NaOH[或Ca（OH）2]；④；

（4）根據表格知，步驟③中要完全除去鐵離子，溶液的pH=4.1，pH=4.3時鋁離子開始沉淀，pH=5.2時鋁離子完全沉淀，所以要完全除去鐵離子，溶液的4.1≤pH＜4.3；步驟④中要使鋁離子完全沉淀，溶液的pH=5.2，鎂離子開始沉淀溶液的pH=10.4，所以要使鋁離子沉淀完全而鎂離子不產生沉淀，則溶液的5.2≤pH＜10.4，故答案為：4.1≤pH＜4.3；5.2≤pH＜10.4．