Question

1．工业上以铝土矿（主要成分是Al₂O₃，含杂质Fe₂O₃和SiO₂）为原料生产铝，其生产流程如下：

下列叙述错误的是（　　）

• A． 沉淀A主要是SiO₂
• B． 步骤②的目的是分离Fe³⁺和Al³⁺
• C． 溶液E溶质主要有碳酸钠和硫酸钠
• D． ⑤主要是把电能转化为化学能

Answer 1

分析 铝土矿（主要成分是Al₂O₃，含杂质Fe₂O₃和SiO₂）用稀硫酸溶解，发生的反应为Al₂O₃+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂O、Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O，SiO₂不溶于稀硫酸，然后过滤得到的沉淀A是SiO₂，滤液B中含有硫酸铁、硫酸铝，向B中加入过量烧碱，发生反应Fe₂（SO₄）₃+6NaOH=3Na₂SO₄+2 Fe（OH）₃↓、Al₂（SO₄）₃+8NaOH=3 Na₂SO₄+2NaAlO₂+4H₂O，所以沉淀C是 Fe（OH）₃，滤液C中溶质是Na₂SO₄、NaAlO₂、NaOH，向滤液C中通入过量二氧化碳，发生反应NaAlO₂+CO₂+2H₂O=NaHCO₃+Al（OH）₃↓、NaOH+CO₂=NaHCO₃，沉淀F是Al（OH）₃，滤液E中成分是NaHCO₃和Na₂SO₄，将沉淀氢氧化铝加热得到Al₂O₃，电解熔融Al₂O₃得到Al，据此分析解答．

解答 解：铝土矿（主要成分是Al₂O₃，含杂质Fe₂O₃和SiO₂）用稀硫酸溶解，发生的反应为Al₂O₃+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂O、Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O，SiO₂不溶于稀硫酸，然后过滤得到的沉淀A是SiO₂，滤液B中含有硫酸铁、硫酸铝，向B中加入过量烧碱，发生反应Fe₂（SO₄）₃+6NaOH=3Na₂SO₄+2 Fe（OH）₃↓、Al₂（SO₄）₃+8NaOH=3 Na₂SO₄+2NaAlO₂+4H₂O，所以沉淀C是 Fe（OH）₃，滤液C中溶质是Na₂SO₄、NaAlO₂、NaOH，向滤液C中通入过量二氧化碳，发生反应NaAlO₂+CO₂+2H₂O=NaHCO₃+Al（OH）₃↓、NaOH+CO₂=NaHCO₃，沉淀F是Al（OH）₃，滤液E中成分是NaHCO₃和Na₂SO₄，将沉淀氢氧化铝加热得到Al₂O₃，电解熔融Al₂O₃得到Al，
A．通过以上分析知，沉淀A主要是SiO₂，故A正确；
B．步骤②发生的反应为Fe₂（SO₄）₃+6NaOH=3Na₂SO₄+2 Fe（OH）₃↓、Al₂（SO₄）₃+8NaOH=3 Na₂SO₄+2NaAlO₂+4H₂O，所以目的是分离Fe³⁺和Al³⁺，故B正确；
C．溶液E溶质主要有碳酸氢钠和硫酸钠，故C错误；
D．电解过程中是将电能转化为化学能，故D正确；
故选C．

点评 本题以金属冶炼为载体考查物质分离和提纯，侧重考查元素化合物性质，明确物质性质差异性是解本题关键，知道流程图中发生的反应及溶液、沉淀成分，易错点是偏铝酸钠和二氧化碳反应方程式的书写，易错选项是C，很多同学往往漏掉硫酸钠而导致错误，题目难度中等．