题目

题型：不详难度：来源：

（14分）铝土矿(主要成分为Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃)是提取氧化铝的原料。提取氧化铝的工艺流程如下：
  
（1）滤液甲的主要成分是（写化学式）            　　　　　　　　　　　　
（2）写出反应 II 的离子方程式：                                                  
（3）结合反应II，判断下列微粒结合质子 ( H⁺) 的能力，由强到弱的顺序是        （填字母序号）
A．AlO₂^―       B．OH^―        C．SiO₃^2―
（4）取滤液甲少许，加入过量盐酸，过滤；再用惰性电极电解其滤液，两极均有气体产生，且全部逸出，在阴极区还有沉淀生成，最后沉淀消失。沉淀消失的原因可用离子方程式表示为：                                                                   
（5）取 （4） 电解以后的溶液 10.0 mL，经分析，该溶液中只含有两种等物质的量浓度的碱性溶质，向其中逐滴加入0.100 mol• L^－1盐酸溶液，当加入50.0mL 盐酸溶液时，生成的沉淀恰好溶解。
①加入50.0mL 盐酸溶液发生的离子反应的先后顺序依次为：                    
②请画出生成沉淀的物质的量与加入盐酸体积的关系图。

答案

⑴　NaOH、NaAlO₂、Na₂SiO₃  
⑵　CO₂+2OH^－==CO₃^2－+2H₂O  CO₂＋2H₂O +2 AlO₂^－==2Al(OH)₃↓+HCO₃^－
⑶　b＞a＞c    ⑷　Al(OH)₃ +OH^－＝AlO₂^－+2H₂O 
⑸  ① H^＋＋OH^－==H₂O  AlO₂^-＋H^＋+H₂O =Al(OH)₃↓  Al(OH)₃＋3H^＋=Al^3＋＋3H₂O 
②图像如下所表示。

解析

试题分析：（1）铝土矿中加入过量的NaOH溶液，其中的Al₂O₃、SiO₂发生反应得到NaAlO₂、Na₂SiO₃和过量的NaOH溶液，所以滤液甲的主要成分是NaAlO₂、Na₂SiO₃、NaOH；不溶性的固体是Fe₂O₃。（2）向含有NaAlO₂、Na₂SiO₃、NaOH的溶液中通入过量CO₂，发生反应CO₂+2OH^－=CO₃^2－+2H₂O ；CO₂＋2H₂O +2AlO₂^－==2Al(OH)₃↓+HCO₃^－，得到Al(OH)₃沉淀。（3）H₂O是中性物质；Al(OH)₃是两性物质，H₂SiO₃是弱酸。所以微粒结合质子 ( H⁺) 的能力，由强到弱的顺序是b＞a＞c。（4）向含有NaAlO₂、Na₂SiO₃、NaOH的加入过量盐酸发生反应得到AlCl₃、NaCl、H₂SiO₃；溶液为AlCl₃、NaCl的混合溶液。用惰性电极电解，在阴极发生反应：2H⁺+2e^-=H₂↑,由于破坏了附近的水的电离平衡，溶液中OH-的浓度增大，OH-与溶液中的Al³⁺发生反应形成Al(OH)₃沉淀。在阳极发生反应：2Cl^-—2e-=Cl₂↑。当溶液呈碱性时，又发生反应：Al(OH)₃+ OH^-= AlO₂^-+ 2H₂O。沉淀又逐渐溶解而消失。（5）①加入50.0mL 盐酸溶液发生的离子反应的先后顺序是H^＋＋OH^－=H₂O ；AlO₂^-＋H^＋+H₂O =Al(OH)₃↓  Al(OH)₃＋3H^＋=Al^3＋＋3H₂O 。 由于二者的物质的量相等，所以它们都是是0.100 mol/L×0.01L=0.001mol。NaOH与HCl反应消耗10mlHCl; NaAlO₂与HCl反应形成Al(OH)₃沉淀消耗10mlHCl;溶解Al(OH)₃沉淀消耗30mlHCl.图像见图示: