Question

【題目】【化學(xué)——選修2：化學(xué)與技術(shù)】

元素鋁是在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛的金屬元素。

（1）氧化鋁是一種耐高溫材料，也是工業(yè)上制取鋁的原料。從鋁土礦（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質(zhì)）中提取氧化鋁的兩種工藝流程如下圖所示：

體A的主要成分是 （填化學(xué)式，下同），固體X的主要成分是 。

②濾液E中溶質(zhì)的主要成分是 ，寫出該溶質(zhì)的一種用途： 。

③在濾液D中通入過量CO2時反應(yīng)的離子方程式為 。

（2）工業(yè)上電解氧化鋁冶煉鋁時加入冰晶石（Na3AlF6）的作用是 。在電解池的工作過程中，需要不斷補(bǔ)充陽極材料（石墨），原因是 。

（3）一種新型高效凈水劑PAFC——聚合氯化鐵鋁[AlFe(OH)nCl6－n]m（n<5，m<10）可廣泛應(yīng)用于日常生活用水和工業(yè)污水的處理。下列有關(guān)PAFC的說法正確的是 （填序號）。

A．PAFC中鐵元素顯+2價

B．PAFC用于凈水時，比用相同物質(zhì)的量的氯化鋁和氯化鐵的pH改變小

C．PAFC可看作一定比例的氯化鐵與氯化鋁水解的中間產(chǎn)物

D．PAFC在強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性溶液中都能穩(wěn)定存在

Answer 1

【答案】（1）①SiO2；Fe2O3、MgO；

②NaHCO3；制純堿（或作發(fā)酵粉等合理答案）；

③AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-；

（2）作助熔劑（或降低氧化鋁的熔點(diǎn)）；電解時生成的O2在高溫時會和石墨電極發(fā)生反應(yīng)；

（3）BC。

【解析】

試題分析：（1）①鋁土礦含有的成分中SiO2不與鹽酸反應(yīng)，所以固體A的主要成分是SiO2；Fe2O3、MgO不與NaOH溶液反應(yīng)，所以固體X的主要成分是Fe2O3、MgO。②濾液D中主要含有NaAlO2，向其中通入過量CO2后，反應(yīng)生成Al(OH)3和NaHCO3，Al(OH)3難溶于水，NaHCO3溶于水，所以濾液E中溶質(zhì)的主要成分是NaHCO3，其可用來制純堿或作發(fā)酵粉；③NaAlO2溶液通入過量CO2的離子方程式為AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-；

（2）氧化鋁的熔點(diǎn)很高，電解時加入冰晶石的作用是作助熔劑，降低氧化鋁的熔點(diǎn)。電解時生成的O2在高溫時會和石墨電極發(fā)生反應(yīng)，消耗石墨電極，故石墨電極需要不斷補(bǔ)充。

（3）A．根據(jù)化合物中元素正負(fù)化合價代數(shù)和等于0，PAFC中鐵元素顯+3價，錯誤。氯化鋁和氯化鐵都能水解，溶液顯酸性，PAFC是堿式鹽，F(xiàn)e3+、Al3+水解產(chǎn)生的H+可被溶液中的OH中和，對水的pH改變小，正確。C．PAFC可看作一定比例的氯化鐵和氯化鋁水解的中間產(chǎn)物，正確。D．PAFC既能與H+反應(yīng)，又能與OH反應(yīng)，在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿性溶液中都不能穩(wěn)定存在，錯誤。