Question

Al及其化合物在工業(yè)上有極其廣泛的用途，
（1）焊接鋼軌時用Al冶煉Fe的反應方程式為

 

；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

c(H2CO3)

c(C O 2- 3 )

 

填（“變大”、“變小”或“不變”）
（3）Al（OH）₃可用作阻熱材料，試從Al（OH）₃的化學性質(zhì)角度分析其原因

 

．

Answer 1

分析：（1）鋁和氧化鐵在高溫下發(fā)生鋁熱反應；明礬的主要成分為硫酸鋁，可水解生成具有吸附性的氫氧化鋁膠體，可用于凈水；
（2）①硅藻遺骸中的氧化鋁、氧化鐵可與硫酸反應；
②鋁離子與過量氫氧化鈉反應生成偏鋁酸根離子和水；
③制備氫氧化鋁，應用弱酸和偏鋁酸鹽反應；濾液的成分為碳酸氫鈉和硫酸鈉，結合電荷守恒和影響鹽類水解的因素解答；
（3）氫氧化鋁分解吸熱．

解答：解：（1）鋁和氧化鐵在高溫下發(fā)生鋁熱反應，反應的方程式為2Al+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+Al₂O₃，明礬的主要成分為硫酸鋁，可水解生成具有吸附性的氫氧化鋁膠體，可用于凈水，水解離子方程式為Al³⁺+3H₂O=Al（OH）₃（膠體）+3H⁺，故答案為：2Al+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+Al₂O₃；Al³⁺+3H₂O=Al（OH）₃（膠體）+3H⁺；
（2））①硅藻遺骸中的氧化鋁、氧化鐵可與硫酸反應，可從硅藻遺骸中浸取出Al³⁺和Fe³⁺，故答案為：從硅藻遺骸中浸取出Al³⁺和Fe³⁺；
②鋁離子與過量氫氧化鈉反應生成偏鋁酸根離子和水，反應的離子方程式為Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，故答案為：Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
③制備氫氧化鋁，應用弱酸和偏鋁酸鹽反應，不能用鹽酸，防止氫氧化鋁溶解，濾液的成分為碳酸氫鈉和硫酸鈉，電荷守恒式為c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-）+2c（SO₄^2-），向該濾液中滴加少量NaOH溶液，抑制HCO₃^-的水解，則c（CO₃^2-）增大，c（H₂CO₃）濃度減小，則

c(H2CO3)

c(C O 2- 3 )

減小，
故答案為：不能；c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-）+2c（SO₄^2-）；變小；
（3）氫氧化鋁分解吸熱，可阻止燃燒，故答案為：氫氧化鋁的分解反應為吸熱反應．

點評：本題考查較為綜合，涉及物質(zhì)的分離、制備、鹽類的水解等知識，側重于學生的分析能力和元素化合物知識的綜合運用的考查，為高考常見題型和高頻考點，難度中等．