Question

铝土矿（主要成分为Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃）是提取氧化铝的原料．提取氧化铝的流程如下：



（1）滤液甲的主要成分是______
（2）写出反应 II 的离子方程式：______
（3）结合反应II，判断下列微粒结合质子 （ H⁺） 的能力，由强到弱的顺序是______（填字母序号）
a．AlO₂^-或Al（OH）₄^-      b．OH^-        C．SiO₃^2-
（4）取滤液甲少许，加入过量盐酸，过滤；再用惰性电极电解其滤液，两极均有气体产生，且全部逸出，在阴极区还有沉淀生成，最后沉淀部分消失．写出阴极的电极反应方程式______，沉淀部分消失的原因可用离子方程式表示为：______
（5）取（4）电解以后的溶液 10.0mL，经分析，该溶液中只含有两种等物质的量浓度的碱性溶质，向其中逐滴加入0.100mol?L^-1 盐酸溶液，当加入50.0mL 盐酸溶液时，生成的沉淀恰好溶解．请画出生成沉淀的物质的量与加入盐酸体积的关系图．

Answer 1

（1）氧化铝为两性氧化物，与NaOH反应生成NaAlO₂，SiO₂为酸性氧化物，在加热条件下反应生成Na₂SiO₃，反应后所得滤液中含有偏铝酸钠、硅酸钠以及过量的氢氧化钠，
故答案为：NaOH、NaAl（OH）₄（NaAlO₂）、Na₂SiO₃[或氢氧化钠、铝酸钠（偏铝酸钠）、硅酸钠]；
（2）根据反应产物可知，在滤液甲中通入二氧化碳气体，先与NaOH反应生成碳酸钠，后与偏铝酸钠反应生成氢氧化铝，硅酸钠没有反应，
反应的离子方程式分别为：CO₂+2OH^-═CO₃^2-+H₂O，CO₂+3H₂O+2AlO₂^-═2Al（OH）₃↓+2H₂O^-+CO₃^2-，
故答案为：CO₂+2OH^-═CO₃^2-+H₂O，CO₂+3H₂O+2AlO₂^-═2Al（OH）₃↓+2H₂O^-+CO₃^2-；
（3）三种混合液中，最先结合 H⁺离子的是OH^-离子，由反应Ⅱ可知，AlO₂^-离子较SiO₃^2-离子先结合 H⁺离子生成Al（OH）₃，
故答案为：bac；
（4）滤液甲中加入过量盐酸反应生成氯化铝，电解时阳极反应为4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，阴极反应为2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑，
阴极上还发生Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O 等反应，
故答案为：2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑；Al（OH）₃+OH^-═Al（OH）₄^- 或Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O；
（5）电解后溶液中只含有两种等物质的量浓度的碱性溶质，应为NaOH和NaAlO₂溶液，加入盐酸时先后发生反应：OH^-+H⁺═H₂0，AlO₂^-+H⁺+H₂O═Al（OH）₃↓，Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O，
设NaOH为xmol，则所需盐酸为x+x+3x=0.100mol?L^-1×0.05L=0.005mol，x=0.001mol，以此画出图象，
故答案为：