问题 问答题

铝土矿(主要成分为Al2O3、SiO2、Fe2O3)是提取氧化铝的原料.提取氧化铝的流程如下:

(1)滤液甲的主要成分是______

(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-或Al(OH)4-      b.OH-        C.SiO32-

(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,最后沉淀部分消失.写出阴极的电极反应方程式______,沉淀部分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 10.0mL,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0.100mol•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.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

(1)氧化铝为两性氧化物,与NaOH反应生成NaAlO2,SiO2为酸性氧化物,在加热条件下反应生成Na2SiO3,反应后所得滤液中含有偏铝酸钠、硅酸钠以及过量的氢氧化钠,

故答案为:NaOH、NaAl(OH)4(NaAlO2)、Na2SiO3[或氢氧化钠、铝酸钠(偏铝酸钠)、硅酸钠];

(2)根据反应产物可知,在滤液甲中通入二氧化碳气体,先与NaOH反应生成碳酸钠,后与偏铝酸钠反应生成氢氧化铝,硅酸钠没有反应,

反应的离子方程式分别为:CO2+2OH-═CO32-+H2O,CO2+3H2O+2AlO2-═2Al(OH)3↓+2H2O-+CO32-

故答案为:CO2+2OH-═CO32-+H2O,CO2+3H2O+2AlO2-═2Al(OH)3↓+2H2O-+CO32-

(3)三种混合液中,最先结合 H+离子的是OH-离子,由反应Ⅱ可知,AlO2-离子较SiO32-离子先结合 H+离子生成Al(OH)3

故答案为:bac;

(4)滤液甲中加入过量盐酸反应生成氯化铝,电解时阳极反应为4OH--4e-═2H2O+O2↑,阴极反应为2H2O+2e-═2OH-+H2↑,

阴极上还发生Al3++3OH-═Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O 等反应,

故答案为:2H2O+2e-═2OH-+H2↑;Al(OH)3+OH-═Al(OH)4- 或Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O;

(5)电解后溶液中只含有两种等物质的量浓度的碱性溶质,应为NaOH和NaAlO2溶液,加入盐酸时先后发生反应:OH-+H+═H20,AlO2-+H++H2O═Al(OH)3↓,Al(OH)3+3H+═Al3++3H2O,

设NaOH为xmol,则所需盐酸为x+x+3x=0.100mol•L-1×0.05L=0.005mol,x=0.001mol,以此画出图象,

故答案为:

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