从铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下:请回答下列问题:(1)流程甲加入盐酸后生成Al3+的离子方

从铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下:请回答下列问题:(1)流程甲加入盐酸后生成Al3+的离子方

题型:不详难度:来源:
从铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下:

请回答下列问题:
(1)流程甲加入盐酸后生成Al3的离子方程式为                                   
(2)流程乙加入烧碱后生成SiO32-的离子方程式为                                   
(3)验证滤液B含Fe3,可取少量滤液并加入       (填试剂名称)。
(4)滤液E、K中溶质的主要成分是       (填化学式),写出该溶质的一种用途:       
(5)已在298 K时,Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=5.6×10-12。取适量的滤液B,加入一定量的烧碱至达到沉淀溶解平衡,测得pH=13,则此温度下残留在溶液中的c(Mg2)=       
答案
(1)Al2O3+6H=2Al3+3H2O (2)SiO2+2OH=SiO32-+H2O (3)硫氰化钾(或苯酚溶液等合理答案) (4)NaHCO3;制纯碱(或做发酵粉等合理答案)(5)5.6×10-10 mol·L-1
解析
本题考查从铝土矿中提取氧化铝的工艺流程。铝土矿中的成分能与HCl反应的有Al2O3、Fe2O3、MgO,不反应的是SiO2,所以固体A为SiO2,滤液B中有Al3、Fe3、Mg2,再加入过量烧碱,Al3+4OH=[Al(OH)4],Fe3+3OH=Fe(OH)3↓,Mg2+2OH=Mg(OH)2↓,沉淀C为Fe(OH)3、Mg(OH)2的混合物,滤液D中为Na[Al(OH)4]、NaOH(过量),Na[Al(OH)4]能与CO2反应,Na[Al(OH)4]+CO2(过量)=Al(OH)3↓+NaHCO3,故滤液E为NaHCO3,沉淀F为Al(OH)3,Al(OH)3灼烧得到Al2O3。铝土矿中能与NaOH溶液反应的有Al2O3、SiO2,所以固体X为Fe2O3、MgO,Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4],SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O。(5)中应用Ksp的有关计算,Ksp=c(Mg2)·c2(OH),c(OH)=1.0×10-1 mol·L-1,所以c(Mg2)==5.6×10-10(mol·L-1)。
举一反三
某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数,设计了如下实验方案:
方案Ⅰ:铜铝混合物测定生成气体的体积
方案Ⅱ:铜铝混合物测定剩余固体的质量
下列有关判断中不正确的是(  )。
A.溶液A和B均可以是盐酸
B.溶液A和B均可以是NaOH溶液
C.溶液A和B均可选用稀硝酸
D.实验室中方案Ⅱ更便于实施

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下图是传统的工业生产金属铝的基本流程图,结合铝生产的流程图解答下列各题:

(1)工业冶炼金属铝用的是铝土矿,铝土矿的主要成分是__________(填化学式)。石油炼制和煤的干馏产品__________(填物质名称)作电解铝的阴极和阳极材料。
(2)氧化铝熔点高达2 050 ℃,工业上为了降低能量消耗,在金属铝的冶炼中采取的措施是_________________________________________________。
(3)在冶炼过程中,阳极材料需要定期地进行更换,原因是该极材料不断被消耗,产生这种现象的原因是: ____________________________(用化学方程式表示)。
(4)工业上制取金属镁时是电解熔融MgCl2,电解反应方程式为____________________________,镁和铝都是活泼金属,为什么在电解冶炼过程中,一个用氯化物,一个用氧化物_____________________。
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铝的阳极氧化是一种常用的金属表面处理技术,它能使铝的表面生成一层致密的氧化膜,该氧化膜不溶于稀硫酸。
某化学研究小组在实验室中按下列步骤模拟铝表面“钝化”的产生过程。
(1)配制实验用的溶液。要配制200 mL密度为1.2 g/cm3的溶质质量分数为16%的NaOH溶液,需要称取________g NaOH固体。
(2)把铝片浸入热的16%的NaOH溶液中约半分钟左右洗去油污,除去表面的氧化膜,取出用水冲洗,写出除去氧化膜的离子方程式:________。
(3)按下图组装好仪器,接通开关K,通电约25 min。在阳极生成氧化铝,阴极产生气体。

写出该过程中的电极反应式:
阳极:_________________________________________;
阴极:_________________________________________。
(4)断开电路,取出铝片,用质量分数为1%的稀氨水中和表面的酸液,再用水冲洗干净。写出该过程发生反应的离子方程式:______________________。
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X、Y、Z分别是三种常见的金属或非金属单质, M、N、R是常见的三种氧化物。其中一种具有高熔点,而且有如下反应(条件未标出,方程未配平):(1)X+Z→N;(2)M+X→N;(3)M+Y→R+X 。若X是非金属,则组成Y单质的元素在周期表中的位置是(  )
A.第二周期ⅣA族B.第三周期ⅡA族
C.第二周期ⅥA族D.第三周期ⅣA族

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从明矾[KAl(SO4)2·12H2O]制备Al、K2SO4和H2SO4的流程如下:

明矾焙烧的化学方程式为:4KAl(SO4)2·12H2O+3S=2K2SO4 +2Al2O3+9SO2↑+48H2O
请回答下列问题:
(1)在焙烧明矾的反应中,氧化剂是                 
(2)步骤②中,为提高浸出率,可采取的措施有             
A.粉碎固体混合物B.降低温度C.不断搅拌D.缩短浸泡时间
(3)从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是          
(4)步骤③电解的化学方程式是               ,电解池的电极是用碳素材料做成,电解过程中,阳极材料需要定期更换,原因是:         
(5)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2,则该电池的正极电极反应式是                                      
(6)焙烧a吨明矾(摩尔质量为b g/mol),若SO2的转化率为96%,可生产质量分数为98%的H2SO4质量为                      吨(列出计算表达式)。
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