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(jīng)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(jù)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(jù)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(jù)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．