综合题12.0分
化学

以铝土矿(主要成分是Al2O3,杂质有SiO2、Fe2O3等)为原料,采用拜耳法生产Al2O3的流程如下图所示:

20.Al2O3可用于电解制Al,其反应的化学方程式是_______。

21.调控反应池中钠铝元素之比一定时,Al2O3溶于NaOH,SiO2转化为铝硅酸钠沉淀。Al2O3溶于NaOH的离子方程式是_______。

22.该生产过程中,需向沉淀池中加入X。

① X 可为过量的CO2,则滤液II中主要的溶质是_______,为了使滤液II循环利用,应补充的物质是_______(选填字母);

a.CaO b.HCl c.Na2CO3

② X 也可为少量Al(OH)3晶种(晶种可加速沉淀的生成),其优点是_______。

23.测铝土矿中铝元素含量:

I 将m g铝土矿样品经处理配成V mL溶液

II 取少量该溶液用EDTA法测得该溶液中Fe3+、Al3+浓度之和为a mol·L-1

III 另取少量该溶液,将Fe3+用盐酸羟胺还原为Fe2+后,利用吸光度法测得吸光度为0.400(吸光度与Fe2+浓度对应曲线如下图)

该铝土矿样品中铝元素的质量分数表达式是_______(用字母表示)。

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

2Al2O3(熔融)==== 4Al+3O2

解析

本知识点出自于“化学与自然资源的综合利用”一讲,电解Al2O3制取金属Al。本题需要小心的是电解条件中的助熔剂:Na3AlF6

考查方向

以工业背景考查元素化合物知识与化学分析方法

解题思路

用氧化铝制铝的方程式容易写出,氧化铝溶于NaOH的方程式也易写,X为过量CO2时,主要溶质为碳酸氢钠,根据图像和计算公式写出质量分数表达式。

易错点

对溶液中物质判断不清,对图像分析错误

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

Al2O3+2OH=2AlO2+H2O

解析

本知识点是必修一“金属铝”中的重点知识点。

考查方向

以工业背景考查元素化合物知识与化学分析方法

解题思路

用氧化铝制铝的方程式容易写出,氧化铝溶于NaOH的方程式也易写,X为过量CO2时,主要溶质为碳酸氢钠,根据图像和计算公式写出质量分数表达式。

易错点

对溶液中物质判断不清,对图像分析错误

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

① NaHCO3 a

解析

本题a项设计反应较多。根据(2)中结论,滤液I中主要物质为NaOH和NaAlO2。在沉淀池中加入X将AlO2-转化为Al(OH)3,并可以设计方案将剩余物质循环回反应池中,所以可以认为,循环的物质是NaOH。

①考查CO2在碱性环境中的反应,由于CO2过量,最后的产物应该为NaHCO3。使用生石灰将NaHCO3转化为NaOH,是中学化学常见考点。

②引入晶种产生沉淀,根据题意要求引入Al(OH)3晶种帮助产生Al(OH)3沉淀,考虑工业优点还是较为容易,主要可以考虑的方向是:廉价的原料、节约能源、废料排放三个方面。所以可以考虑到:不需要额外加入CaO和CO2——减少原料引入可以起到减少杂质和降低成本的效果;滤液I中物质的充分使用——减少了工业三废的排放。

考查方向

以工业背景考查元素化合物知识与化学分析方法

解题思路

用氧化铝制铝的方程式容易写出,氧化铝溶于NaOH的方程式也易写,X为过量CO2时,主要溶质为碳酸氢钠,根据图像和计算公式写出质量分数表达式。

易错点

对溶液中物质判断不清,对图像分析错误

第4小题正确答案及相关解析

正确答案

27V(a-0.0400×10-3)/1000m

解析

根据题目所给的分析过程,本题较为容易,难点在单位换算上。质量分数表达式为: 27V(a-0.0400×10-3)/1000m

考查方向

以工业背景考查元素化合物知识与化学分析方法

解题思路

用氧化铝制铝的方程式容易写出,氧化铝溶于NaOH的方程式也易写,X为过量CO2时,主要溶质为碳酸氢钠,根据图像和计算公式写出质量分数表达式。

易错点

对溶液中物质判断不清,对图像分析错误