Question

日常生活中使用的铝合金中的铝来自于电解氧化铝。工业上电解氧化铝要求其纯度不得低于98.2%，而天然铝土矿的氧化铝含量为50%～70%，杂质主要为SiO₂、Fe₂O₃、CaO、MgO、Na₂O等。工业生产铝锭的工艺流程示意图如下。

一些氢氧化物沉淀的pH如下表。

沉淀物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Mg(OH)2
开始沉淀pH(离子初始浓度0.01 mol/L)	4	2.3	10.4
完全沉淀pH(离子浓度＜10－5mol/L)	5.2	4.1	12.4

 
请回答下列问题。
(1)实验室进行步骤④的操作名称为________。
(2)固体A的化学式为________，物质C的化学式为________。
(3)步骤④调节pH的范围为________。
(4)步骤⑥反应的化学方程式为________。

Answer 1

(1)过滤
(2)SiO₂　NaOH溶液(其他合理答案也可)
(3)5.2＜pH＜10.4
(4)2Al₂O₃(熔融) 4 Al＋3O₂↑

本题以工业生产铝锭的工艺流程为背景，考查内容包括pH的选择、过滤操作、常见金属元素及其化合物的主要性质等。SiO₂是酸性氧化物不与盐酸反应，进行过滤操作(步骤②)，得到固体A是SiO₂；加入NaOH溶液，调节pH使Fe^3＋沉淀，步骤④是过滤得到氢氧化铝沉淀。步骤④为使Al^3＋完全沉淀，而Mg^2＋不能产生沉淀，需调节溶液的pH在5.2～10.4之间。