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<10－5 mol/L)	5.2	4.1	12.4

请回答下列问题：

(1)加入盐酸时，氧化铝发生反应的离子方程式为________________。

(2)实验室进行步骤②③④的操作名称为________。

(3)固体A的化学式为________，物质C的化学式为________；溶液中的Na＋、Ca2＋、Mg2＋是在步骤________中分离出去的。

(4)步骤③调节pH的数值范围为________，步骤④调节pH的数值范围为________。

(5)步骤⑥反应的化学方程式为________。

 

Answer 1

(1)Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O　(2)过滤　(3)SiO2　NaOH[或Ca(OH)2]　④　(4)4.1<pH<4.5(或略大于4.1，损失一点儿Al3＋，保证Fe3＋沉淀完全)　5.2<pH<10.4(或6<pH<10)　(5)2Al2O3(熔融) 4Al＋3O2↑

【解析】②③④的操作均是分离固体和液体，该操作应是过滤；SiO2不与盐酸发生反应，固体A为SiO2；加入C调节pH值，中和盐酸，并控制氢氧化物沉淀的pH；保证Fe3＋沉淀完全，分析表格数据，步骤③应控制在4.1<pH<4.5，步骤④应控制在5.2<pH<10.4(或6<pH<10)；控制范围决定了Na＋、Ca2＋、Mg2＋是在步骤④中除去的；步骤⑥为工业上电解氧化铝。