Question

（14分）鋁土礦(主要成分為Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃)是提取氧化鋁的原料。提取氧化鋁的工藝流程如下：
  
（1）濾液甲的主要成分是（寫化學式）            　　　　　　　　　　　　
（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^―       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，在陰極區還有沉淀生成，最后沉淀消失。沉淀消失的原因可用離子方程式表示為：                                                                   
（5）取 （4） 電解以后的溶液 10.0 mL，經分析，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0.100 mol? 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。
①加入50.0mL 鹽酸溶液發生的離子反應的先后順序依次為：                    
②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

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圖像如下所表示。

解析試題分析：（1）鋁土礦中加入過量的NaOH溶液，其中的Al₂O₃、SiO₂發生反應得到NaAlO₂、Na₂SiO₃和過量的NaOH溶液，所以濾液甲的主要成分是NaAlO₂、Na₂SiO₃、NaOH；不溶性的固體是Fe₂O₃。（2）向含有NaAlO₂、Na₂SiO₃、NaOH的溶液中通入過量CO₂，發生反應CO₂+2OH^－=CO₃^2－+2H₂O ；CO₂＋2H₂O +2AlO₂^－==2Al(OH)₃↓+HCO₃^－，得到Al(OH)₃沉淀。（3）H₂O是中性物質；Al(OH)₃是兩性物質，H₂SiO₃是弱酸。所以微粒結合質子 ( H⁺) 的能力，由強到弱的順序是b＞a＞c。（4）向含有NaAlO₂、Na₂SiO₃、NaOH的加入過量鹽酸發生反應得到AlCl₃、NaCl、H₂SiO₃；溶液為AlCl₃、NaCl的混合溶液。用惰性電極電解，在陰極發生反應：2H⁺+2e^-=H₂↑,由于破壞了附近的水的電離平衡，溶液中OH-的濃度增大，OH-與溶液中的Al³⁺發生反應形成Al(OH)₃沉淀。在陽極發生反應：2Cl^-—2e-=Cl₂↑。當溶液呈堿性時，又發生反應：Al(OH)₃+ OH^-= AlO₂^-+ 2H₂O。沉淀又逐漸溶解而消失。（5）①加入50.0mL 鹽酸溶液發生的離子反應的先后順序是H^＋＋OH^－=H₂O ；AlO₂^-＋H^＋+H₂O =Al(OH)₃↓  Al(OH)₃＋3H^＋=Al^3＋＋3H₂O 。 由于二者的物質的量相等，所以它們都是是0.100 mol/L×0.01L=0.001mol。NaOH與HCl反應消耗10mlHCl; NaAlO₂與HCl反應形成Al(OH)₃沉淀消耗10mlHCl;溶解Al(OH)₃沉淀消耗30mlHCl.圖像見圖示:

考點：考查元素與化合物的性質、混合物的分離、離子方程式的書寫、n(HCl)與沉淀的關系圖像的知識。