Question

【題目】Al及其化合物在工業(yè)上有極其廣泛的用途，

（1）焊接鋼軌時(shí)用Al冶煉Fe的反應(yīng)方程式為______；鋁的化合物明礬可用于凈水，其原理用離子方程式解釋為___________。

（2）硅藻遺骸中主要成分是Al2O3、SiO2和Fe2O3。從中獲取Al（OH）3的過程如下：

步驟I：取適量硅藻遺骸用70%H2SO4浸泡；

步驟II：向上述浸泡液中加入過量NaOH并過濾；

步驟III：向上述濾液中通入過量CO2過濾得到Al（OH）3。

①用70%H2SO4浸取硅藻遺骸的目的是________。

②步驟II中涉及鋁元素的離子方程式為______；

③步驟III中能否用HCl代替CO2？_____（填“能”或“不能”）；該步驟所得濾液中存在的電荷守恒式為_______；向該濾液中滴加少量NaOH溶液，則____填（“變大”、“變小”或“不變”）

（3）Al（OH）3可用作阻熱材料，試從Al（OH）3的化學(xué)性質(zhì)角度分析其原因________。

Answer 1

【答案】Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe Al3++3H2O=Al(OH)3(膠體)+3H+ 從硅藻遺骸中浸取出Al3+和Fel3+ Al3++4OH-=AlO2-+2H2O(或Al3++3OH-=Al(OH)3↓ Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O) 不能 c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)+2c(SO42-) 變小 Al(OH)3的分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

【解析】

本題是通過工業(yè)上Al及其化合物在工業(yè)上的用途以及Al(OH)3的分離與制備。

（1）一個(gè)是鋁熱反應(yīng)的用途—焊接鋼軌或者用來冶煉金屬，可溶性鋁鹽凈水，主要是利用Al3+的水解得到Al(OH)3(膠體)吸附懸浮物達(dá)到凈水的目的。Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe，Al3++3H2O=Al(OH)3(膠體)+3H+。這兩個(gè)方程式注意條件，前面是高溫，后面需注意用“=”號(hào)并且要寫 “膠體”二字。

(2) 通過從Al2O3、SiO2和Fe2O3中獲取Al(OH)3：用H2SO4浸泡溶解Al2O3和Fe2O3，剩余SiO2，然后進(jìn)行過濾得到固體（SiO2）和濾液（Al3+和Fel3+，SO42-等）。然后向上述浸泡液中加入過量NaOH后得到Fe(OH)3↓和NaAlO2和NaOH的混合溶液并進(jìn)行過濾。在往上述濾液中通入過量CO2過濾得到Al(OH)3↓和NaHCO3溶液。

①用70%H2SO4浸取硅藻遺骸的目的是使Al2O3、Fe2O3溶解，從硅藻遺骸中浸取出Al3+和Fel3+

②步驟II中涉及鋁元素的離子方程式為Al3++4OH-=AlO2-+2H2O(或Al3++3OH-=Al(OH)3↓ Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O)，Al3+與OH-的反應(yīng)與量有關(guān)。

③步驟III中不能用HCl代替CO2；HCl不好控制用量，HCl過量Al(OH)3↓會(huì)溶解，HCl少量，AlO2-不能完全沉淀。該步驟所得濾液中存在的離子有：陽離子：Na+、 H+ 陰離子：CO32-、HCO3-、OH-、SO42-。根據(jù)電荷守恒即有：c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)+2c(SO42-)。向該濾液中滴加少量NaOH溶液，消耗H2CO3、CO32-增大，所以=比值變小

（3）Al(OH)3可用作阻熱材料，利用Al(OH)3受熱分解，使溫度降低。