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铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有SiO2、Fe2O3)是工业上制备氧化铝的主要原料.工业上提取氧化铝的工艺流程如下:(1)沉淀 A、B的成分分别是 、 ;(2)步骤②中的试剂a是 ;(3)试写出步骤③中发生反应的离子方式 ;(4)在实验室模拟上述实验过程中,需要用到一定浓度的盐酸溶液.在配制250mL该盐酸溶液时,某同学转移溶液的操作如图1所示,图中的主要错误是:① ;② .(5)准确称取6g铝土矿样品,加入100mL盐酸溶液,充分反应后向滤液中加入10mol?L-1试剂a的溶液,产生沉淀的质量与加入试剂a的体积关系如图2所示,则所用盐酸溶液的物质的量浓度为 ,样品中Al2O3的百分含量为 .试题及答案-填空题-云返教育
试题详情
铝土矿(主要成分为Al
2
O
3
,还含有SiO
2
、Fe
2
O
3
)是工业上制备氧化铝的主要原料.工业上提取氧化铝的工艺流程如下:
(1)沉淀 A、B的成分分别是
、
;
(2)步骤②中的试剂a是
;
(3)试写出步骤③中发生反应的离子方式
;
(4)在实验室模拟上述实验过程中,需要用到一定浓度的盐酸溶液.在配制250mL该盐酸溶液时,某同学转移溶液的操作如图1所示,图中的主要错误是:①
;②
.
(5)准确称取6g铝土矿样品,加入100mL盐酸溶液,充分反应后向滤液中加入10mol?L
-1
试剂a的溶液,产生沉淀的质量与加入试剂a的体积关系如图2所示,则所用盐酸溶液的物质的量浓度为
,样品中Al
2
O
3
的百分含量为
.
试题解答
SiO
2
:
Fe(OH)
3
:NaOH溶液:
CO
2
+OH
-
=HCO
3
-
;CO
2
+[Al(OH)
4
]
-
=Al(OH)
3
↓+HCO
3
-
;
:未用玻璃棒引流:未采用250mL容量瓶:
3.50mol?L
-1
:85%
解:①为盐酸,则在①得到滤液中含有铝离子、铁离子,滤渣为二氧化硅;②为氢氧化钠溶液,除去铁离子,将铝离子转化为偏铝酸根,进入②得到滤液乙,试剂③为二氧化碳,将偏铝酸根转化为氢氧化铝沉淀,加热分解得氧化铝,
(1)由上述分析可知,步骤①加入盐酸,Al
2
O
3
+6H
+
=2Al
3+
+3H
2
O;Fe
2
O
3
+6H
+
=2Fe
3+
+3H
2
O,除去SiO
2
,沉淀A为二氧化硅,滤液①中含有Al
3+
、Fe
3+
、H
+
等,应加入氢氧化钠,除去铁离子,Fe
3+
+3OH
-
=Fe(OH)
3
↓,故B为Fe(OH)
3
,
故答案为:SiO
2
;Fe(OH)
3
;
(2)步骤①加入过量盐酸,滤液①中含有Al
3+
、Fe
3+
、H
+
等,应加入氢氧化钠,除去铁离子,将铝离子转化为AlO
2
-
,反应为 H
+
+OH
-
=H
2
O,Fe
3+
+3OH
-
=Fe(OH)
3
↓,Al
3+
+4OH
-
=AlO
2
-
+2H
2
O,
故答案为:NaOH溶液;
(3)步骤③中与OH
-
反应生成碳酸氢根离子:CO
2
+OH
-
=HCO
3
-
,四羟基合铝酸钠溶液与二氧化碳反应,生成氢氧化铝和碳酸氢钠,反应方程式为Na〔Al(OH)
4
〕+CO
2
═Al(OH)
3
↓+NaHCO
3
,离子反应为:CO
2
+[Al(OH)
4
]
-
=Al(OH)
3
↓+HCO
3
-
,
故答案为:CO
2
+OH
-
=HCO
3
-
;CO
2
+[Al(OH)
4
]
-
=Al(OH)
3
↓+HCO
3
-
;
(4)向容量瓶中转移液体时,要用玻璃棒来引流,配制一定体积的溶液要选择一定体积的容量瓶,
故答案为:①未用玻璃棒引流;②未采用250mL容量瓶;
(5)当加入NaOH溶液的体积为35ml时,n(NaOH)=0.035L×10mol/L=0.35mol,此时沉淀的质量达到最大值,则此时溶液的溶质只有NaCl,根据Na元素守恒,则有:n(HCl)=n(NaCl)=n(NaOH)=0.35mol,
c(HCl)=
0.35mol
0.1L
=3.5mol/L,由图象可知,生成的氢氧化铝溶解消耗的NaOH为10ml,设Al(OH)
3
为 Xmol,
Al(OH)
3
~NaOH
1 mol 1 mol
x mol 10mol?L
-1
×0.01L
解得x═0.1 mol
而 2Al(OH)
3
~Al
2
O
3
由此可知,n(Al
2
O
3
)═0.05 mol
铝土矿中 Al
2
O
3
的质量分数ω%═
0.05mol×102g/mol
6g
×100%═85%
故答案为:3.50 mol?L
-1
;85%;
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