2020-2021全国各地高考模拟试卷化学分类：铝及其化合物推断题综合题汇编含详细答案

2020-2021全国各地高考模拟试卷化学分类：铝及其化合物推断题综合题汇编
含详细答案
一、铝及其化合物
1．
(1)选用方案I时，X应该具有的性质是__________，残留物应该具有的性质是
__________；
(2)选用方案Ⅱ从某黑色粉末(含有MnO2和CuO)中分离X(MnO2)，加入的试剂是_______；王同学参照以上方案I和Ⅱ，设计以下实验方案除去AlCl3固体中的FeCl3。

(3)操作①所需的玻璃仪器为_____________；
(4)试剂a为_____________；试剂b为________；
(5)请描述操作②的步骤：____________；
(6)李同学认为在溶液C中滴加适量的试剂b就能得到溶液E，从而得到AlCl3固体，你
______(填“赞同”或“不赞同”)李同学，理由是______。

【答案】有挥发性（或易升华）受热不挥发，且具有较高的热稳定性稀盐酸(或稀硫酸或稀硝酸) 烧杯、、漏斗、玻璃棒过量的NaOH(或KOH)溶液适量的盐酸将溶液加热浓缩，然后冷却浓溶液，过滤即可得到固体氯化铝不赞同会得到含有NaCl杂质的AlCl3【解析】
【分析】
(1)加热X的混合物进行分离可得X，X应具有挥发性或易升华的性质，则残留物难挥发；
(2)从MnO2和CuO中分离MnO2，应加入酸的稀溶液；
除去AlCl3固体中的FeCl3，应先水溶解，然后加入过量的NaOH溶液分别生成Fe(OH)3沉淀和NaAlO2溶液，过滤分离后，再向滤液中通入过量的CO2气体生成Al(OH)3沉淀，过滤后将沉淀经洗涤后溶解于盐酸中得AlCl3溶液，在酸性条件下蒸发结晶可到AlCl3，以此解答(3)～(6)小题。

【详解】
(1)加热X的混合物进行分离可得X，X应具有挥发性或易升华的性质，残留物具有加热难挥发的性质；
(3)根据上述分析可知：操作①为过滤操作，所需的玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒；
(4)由以上分析可知试剂a为过量的NaOH(或KOH)溶液，试剂b为适量的盐酸；
(5)操作②是从AlCl3溶液中获得AlCl3固体，由于该盐是强酸弱碱盐，容易发生水解反应，
水解产生Al(OH)3和 HCl，HCl易挥发，所以为防止盐水解，导致物质变质，应该在HCl气氛中加热蒸发结晶可到AlCl3，操作方法为将溶液加热浓缩，然后冷却浓溶液，过滤即可得到固体氯化铝；
(6)若在NaAlO2溶液中滴加盐酸，就会得到AlCl3和NaCl的混合溶液，蒸发结晶不能得到纯净的氯化铝固体，得到的是含有杂质NaCl的AlCl3，所以不赞同李同学的观点。

【点睛】
本题考查物质的分离提纯的实验设计，注意把握物质的分离、提纯的基本操作方法，要结合Al(OH)3的两性分析判断，注意把握物质的性质，根据性质设计实验方案。

2．工业上的许多反应工艺来源于实验室里的简单操作，比如用铝土矿(成分为氧化铝、氧化铁)制取铝的过程如图：
请回答下列问题：
（1）写出铝土矿中加入NaOH溶液的反应方程式___。

（2）沉淀C的化学式___，颜色为___，写出它的一种用途___。

（3）操作I、操作II、操作III的名称为___，这个过程用到的玻璃仪器有烧杯、___。

（4）整个生产过程中，除可以循环使用的物质有___(写出3种，填化学式)，用此法制取铝的副产品是___(写出2种，填化学式)。

（5）氧化铝熔点高，氯化铝熔点低，工业上为什么不用熔点较低的氯化铝而用熔点更高的氧化铝为原料电解制铝？___。

【答案】Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O Fe2O3红棕色作颜料（或炼铁）过滤漏斗、玻璃棒 NaOH、CaO、CO2 Fe2O3、O2氯化铝是共价化合物，在熔融状态下以分子形式存在，不能导电，不能用于电解。

氧化铝是离子化合物，熔融时能够电离而导电，因此电解铝用氧化铝而不用氯化铝
【解析】
【分析】
铝土矿中含有氧化铝和氧化铁，向铝土矿中加入NaOH溶液，发生反应Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O，氧化铁不溶，然后过滤，得到溶液B为NaOH、NaAlO2混合溶液，沉淀C为Fe2O3；向溶液B中通入CO2，发生反应2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-、2OH-+CO2=CO32-+H2O，然后过滤得到沉淀Al(OH)3和Na2CO3溶液，向溶液中加入CaO，发生反应
Na2CO3+CaO+H2O═2NaOH+CaCO3↓，然后过滤，将NaOH循环利用；将Al(OH)3加热得到Al2O3，电解熔融Al2O3得到Al，据此分析解答。

【详解】
(1)根据上面的分析，铝土矿中加入NaOH 溶液，氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，反应的化学方程式为Al 2O 3+2NaOH ═2NaAlO 2+H 2O ，故答案为：Al 2O 3+2NaOH ═2NaAlO 2+H 2O ；
(2)根据上述分析，沉淀C 为Fe 2O 3，氧化铁为红棕色粉末，俗称铁红，除了用于金属冶炼以外，还可用作顔料，故答案为：Fe 2O 3；红棕色、作颜料(或炼铁)；
(3)实现固体和液体的分离采用过滤法，操作Ⅰ、操作Ⅱ和操作Ⅲ都是过滤操作，过滤时需要制作过滤器的漏斗、固定仪器的铁架台、引流用的玻璃棒、承接滤液的烧杯，故答案为：过滤；漏斗、玻璃棒；
(4)煅烧碳酸钙得到CaO 和CO 2，B 生成沉淀需要二氧化碳、碳酸钠转化为碳酸钙需要CaO ，所以CaO 和CO 2能循环利用，溶液E 中的氢氧化钠也能循环利用；根据流程图和上述分析，操作Ⅰ所得的Fe 2O 3和电解熔融Al 2O 3得到的O 2为副产品，故答案为：NaOH 、CaO 和CO 2；Fe 2O 3和O 2；
(5)氯化铝是共价化合物，在熔融状态下以分子形式存在，不能导电，不能用于电解。

氧化铝是离子化合物，熔融时能够电离而导电，因此尽管氧化铝熔点高，氯化铝熔点低，工业上电解铝时选用氧化铝而不用氯化铝，故答案为：氯化铝是共价化合物，在熔融状态下以分子形式存在，不能导电，不能用于电解。

氧化铝是离子化合物，熔融时能够电离而导电，因此电解铝用氧化铝而不用氯化铝。

3．铝土矿的主要成分是Al 2O 3，含有杂质SiO 2、Fe 2O 3、MgO 。

工业上从铝土矿中提取铝可采用如下工艺流程：
请回答下列问题：
（1）玻璃中含有B ，刻蚀玻璃的化学方程式为___。

（2）沉淀C 的成分是___，溶液D 中存在较多的阴离子是___。

（3）步骤③所加入的试剂是___，生成沉淀F 的离子方程式是___。

【答案】242SiO +4HF=SiF +2H O ↑ 3Fe(OH)、2Mg(OH) -OH 、-Cl 和-2AlO 2CO
-
-22233CO +AlO +2H O=Al(OH)+HCO ↓
【解析】
【分析】
首先加入过量盐酸，几种物质里只有2SiO 不溶于盐酸，即沉淀B ，其它元素全部进入溶液A ，再加入过量烧碱，2+Mg 和3+Fe 转化为氢氧化物，即沉淀C ，而所有铝转变为2NaAlO 进入溶液D ，接下来要进行一下逆推，工业上铝是电解氧化铝得到的，因此物质M 是氧化铝，氧化铝又是从不溶于水的F 转化来的，因此F 是3Al(OH)，反应③其实是向2NaAlO 溶液中通入二氧化碳气体，故溶液E 为碳酸氢钠（此步骤二氧化碳一般都是过量的），据此来分析本题即可。

【详解】
（1）蚀刻玻璃是用氢氟酸来溶解玻璃中的2SiO ，其反应方程式为
242SiO +4HF=SiF +2H O ↑；
（2）沉淀C 的成分为3Fe(OH)和2Mg(OH)，而溶液D 中存在较多的阴离子是-OH 、-Cl 和-
2AlO ；
（3）步骤③所加入的试剂是二氧化碳，生成沉淀F 的离子方程式为
-
-22233CO +AlO +2H O=Al(OH)+HCO ↓。

4．(某混合物甲中含有明矾[KAl(SO 4)2·12H 2O]、Al 2O 3和Fe 2O 3。

在一定条件下由甲可实现如图所示的物质之间的转化：
请回答下列问题：
（1）写出A 、B 的化学式：A___，B___。

（2）试剂a 最好．．
选用下列试剂中的（______） A ．NaOH 溶液 B ．稀盐酸 C ．二氧化碳 D ．氨水
写出相应的离子方程式___。

（3）写出反应②（生成溶液C 和沉淀）的离子方程式___。

（4）固体D 可以作为复合性的化学肥料，D 中所含物质的化学式为___。

【答案】Fe 2O 3 Al 2O 3 D Al 3++3NH 3·
H 2O ＝Al(OH)3↓+3NH 4+ AlO 2-+CO 2+2H 2O ＝Al (OH )3↓+HCO 3- K 2SO 4和(NH 4)2SO 4
【解析】
【分析】
KAl(SO 4)2溶于水，Al 2O 3和Fe 2O 3均不溶于水，混合物甲加水溶解后，溶液中是KAl(SO 4)2，沉淀是Al 2O 3和Fe 2O 3；向沉淀中加NaOH 溶液，Fe 2O 3不反应，Al 2O 3可与NaOH 溶液反应
生成NaAlO2，A Fe2O3，为向NaAlO2溶液中通入过量CO2可得Al(OH)3沉淀和碳酸氢钠，
Al(OH)3受热分解生成B为Al2O3；向溶液中加过量氨水，溶液与过量氨水反应，Al3+被沉淀，得到氢氧化铝沉淀，溶液中剩余的是K2SO4和(NH4)2SO4，经过蒸发、结晶，得到的是K2SO4和(NH4)2SO4，以此来解答。

【详解】
（1）由上述分析可知，A为Fe2O3，B为Al2O3，
故答案为：Fe2O3；Al2O3；
（2）依据流程分析，向溶液中加入的试剂a应沉淀铝离子，应向溶液中加过量氨水，溶液与过量氨水反应，Al3+被沉淀，得到氢氧化铝沉淀，反应方程式为Al3++3NH3·H2O＝
Al(OH)3↓+3NH4+，
A. NaOH溶液若加入过量会使氢氧化铝沉淀溶解，故A错误；
B. 加稀盐酸不能得到氢氧化铝沉淀，故B错误；
C. 通入二氧化碳不能得到氢氧化铝沉淀，故C错误；
D. 加入氨水可生成氢氧化铝沉淀，且过量氨水不与氢氧化铝反应，故D正确；
故答案为：D；Al3++3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+3NH4+；
（3）反应②中二氧化碳过量，反应生成沉淀和碳酸氢钠，向NaAlO2溶液中通入过量CO2可得Al(OH)3沉淀和碳酸氢钠，其离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3-，
故答案为：AlO2-+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3-；
（4）向溶液中加入的试剂a应沉淀铝离子，应向溶液中加过量氨水，溶液与过量氨水反应，Al3+被沉淀，得到氢氧化铝沉淀，溶液中剩余的是K2SO4和(NH4)2SO4，经过蒸发、结晶，得到的是K2SO4和(NH4)2SO4；固体D可以作为复合性的化学肥料，D中所含物质的化学式为K2SO4和(NH4)2SO4；
故答案为：K2SO4和(NH4)2SO4。

5．已知A是由两种阳离子和一种阴离子组成的盐，且常用作净水剂，B是一种常见的两性氢氧化物。

试根据下列转化关系回答有关问题：
（1）试判断：B为___，F为___；
（2）写出沉淀B与盐酸反应的离子方程式
．．．．．___；
（3）根据上述关系写出盐A的化学式
．．．___。

【答案】氢氧化铝或Al(OH)3硫酸钡或BaSO4 Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O KAl(SO4)2或K2SO4
﹒Al2(SO4)3
【解析】
【分析】
已知A是由两种阳离子和一种阴离子组成的盐，且常用作净水剂，透过蓝色鈷玻璃观察时焰色反应呈紫色，该溶液中含有K+，故A是KAl(SO4)2；向溶液A中加入氨水，Al3+会发生反应：Al3＋＋3NH3·H2O== Al(OH)3↓+3NH4+，产生白色沉淀B是Al(OH)3，溶液C是
(NH4)2SO4；Al(OH)3是两性氢氧化物，可以与强酸HCl发生反应：Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O，产生的溶液E是AlCl3；也可以与强碱NaOH发生反应：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，得到的溶液D是NaAlO2；向溶液C中加入Ba(NO3)2溶液，发生复分解反应产生BaSO4白色沉淀，该物质既不溶于水，也不溶于酸，所以沉淀F是BaSO4。

【详解】
(1)通过分析可知，B为Al(OH)3，F为BaSO4，故答案为：氢氧化铝；硫酸钡或BaSO4；
(2)B是Al(OH)3，与盐酸反应的离子方程式是：Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O，故答案为：
Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O；
(3)根据上述关系写出盐A是KAl(SO4)2 ，故答案为：KAl(SO4)2或K2SO4﹒Al2(SO4)3。

6．明矾在日常生活中用途非常广泛。

用废铝灰（含Al、Al2O3、Fe、Fe2O3、FeO 等）为原料制取明矾的工艺流程如下图。

回答下列问题：
已知：Fe3＋开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH 为1.9～3.7。

（1）明矾净水的原理是_______________________（用离子方程式表示）。

（2）“酸溶”时，Al2O3溶解的化学方程式为______________________。

（3）“氧化”时，发生反应的离子方程式为_______________。

（4）“步骤①”的目的是______；“滤渣2”经碱洗、水洗、干燥和煅烧，得到的产品的名称是_____（填俗称）。

（5）“步骤②”包含的操作有_________、__________、过滤及干燥。

【答案】Al3++3H2O⇌Al(OH)3(胶体)+3H+ Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 调节溶液pH，使沉淀完全铁红蒸发浓缩冷却结晶
【解析】
【分析】
废铝灰(含Al、Al2O3、Fe、Fe2O3、FeO 等)加入足量稀硫酸进行酸浸溶解并过滤，得到含有Al3+、Fe2+、Fe3+、SO42-的酸性滤液，滤渣1为不与硫酸反应的杂质，向滤液中加入双氧水将滤液中的Fe2+氧化为Fe3+，由于Fe(OH)3比Al(OH)3更难溶，向氧化后的滤液中加入
Al(OH)3，Fe3+转化为更难溶的Fe(OH)3沉淀，过滤后得到含有Al3+、SO42-的滤液，滤渣2为Fe(OH)3，向滤液中加入K2SO4制得产品溶液，对溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥最终得到产品硫酸铝钾的晶体，据此分析解答。

【详解】
(1)明矾是强酸弱碱盐，弱酸根离子Al3+水解产生氢氧化铝胶体，能够吸附水中悬浮的物质形成沉淀而除去，从而达到达到净水的目的。

其反应原理用方程式表示为：
Al3++3H2O⇌Al(OH)3(胶体)+3H+；
(2)“酸溶”时，Al2O3和硫酸反应生成硫酸铝和水，化学方程式为
Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O；
(3)“氧化”时，加入氧化剂过氧化氢，将滤液中的Fe2+氧化为Fe3+，发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
(4)“步骤①”加入滤液中加入Al(OH)3，作用是调节溶液的pH值，由于Fe(OH)3比Al(OH)3更难溶，使Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀而除去；“滤渣2”的成分是Fe(OH)3，煅烧时分解生成氧化铁，它是一种红棕色粉末，常用作颜料，俗名是铁红；
(5) “步骤②”是从溶液中获得产品明矾，包含的操作有蒸发浓缩、冷却结晶、过滤及干燥。

7．七水硫酸镁（MgSO4·7H2O）在印染、造纸和医药等工业上有重要的用途。

硼镁泥是硼镁矿生产硼砂的废渣，其主要成分是MgCO3，还含有MgO、CaO、Fe2O3、FeO、MnO2、
Al2O3、SiO2等杂质，工业上用硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如图：
已知：①MnO2不溶于稀硫酸。

②CaSO4和MgSO4·7H2O在不同温度下的溶解度（g）数据如下表所示：
温度/℃
1030405060
物质
CaSO40.190.210.210.210.19
MgSO4·7H2O30.935.540.845.6——
（1）开始用到硫酸的质量分数为70%，密度为1.61g/cm3，则该硫酸溶液的物质的量浓度为___。

（2）滤渣A中除含少量CaSO4·2H2O外，还有___。

（3）加入MgO后，加热煮沸的目的是___。

（4）若滤渣B的主要成分为Al(OH)3和Fe(OH)3。

则加入NaClO发生氧化还原反应的离子方程式为___。

（5）流程中操作1为蒸发浓缩、趁热过滤，这样即可得到CaSO4·2H2O，又防止___。

（6）获取MgSO4·7H2O的操作2为：___、___、过滤洗涤。

（7）已知开始硼镁泥样品的质量为ag，制取七水硫酸镁的质量为bg，据此能计算出硼镁泥中镁元素的含量吗？若能，请写出表达式；若不能，请说明理由。

___（能或不能），表
达式（或理由）为___。

【答案】11.5mol/L SiO2、MnO2防止生成Al(OH)3和Fe(OH)3胶体，使之转化为沉淀而被分离 ClO-+2Fe2++2H+=Cl-+2Fe3++H2O 析出MgSO4·7H2O晶体蒸发浓缩冷却结晶不能加入MgO的量未知
【解析】
【分析】
硼镁泥用足量硫酸酸浸溶解，得到含有Mg2+、Ca2+、Fe2+、Fe3+、Al3+以及SO42-的酸性溶液，由于MnO2、SiO2不与硫酸反应，硫酸钙属于微溶物，则过滤后滤渣A主要为MnO2、SiO2，还含有少量CaSO4·2H2O，向滤液中加入NaClO将Fe2+氧化为Fe3+，加入MgO调节溶液pH值并加热，使Fe3+、Al3+转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，则滤渣B主要为氢氧化铁、氢氧化铝，根据溶解度表，CaSO4的溶解度基本不受温度影响，MgSO4·7H2O受温度影响较大，温度越高溶解度越大，对滤液进行蒸发浓缩、趁热过滤，得到CaSO4·2H2O，则滤渣C主要为CaSO4·2H2O，再次对滤液蒸发浓缩、冷却结晶，过滤洗涤，得到七水硫酸镁(MgSO4·7H2O)，据此分析解答。

【详解】
(1)开始用到硫酸的质量分数为70%，密度为1.61g/cm3，则该硫酸溶液的物质的量浓度
=1000
M
ρω
=
100070% 1.61
98
⨯⨯
=11.5mol/L；
(2)根据分析，滤渣A中除含少量CaSO4·2H2O外，还有MnO2、SiO2；
(3)加入MgO的目的是沉淀Fe3+、Al3+，但Fe3+、Al3+易发生水解生成胶体，因此加热煮沸的目的是防止生成Al(OH)3和Fe(OH)3胶体，使之转化为沉淀而被分离；
(4)若滤渣B的主要成分为Al(OH)3和Fe(OH)3。

向滤液中加入NaClO将Fe2+氧化为Fe3+，则加入NaClO发生氧化还原反应的离子方程式为ClO-+2Fe2++2H+=Cl-+2Fe3++H2O；
(5)根据溶解度表，CaSO4的溶解度基本不受温度影响，MgSO4·7H2O受温度影响较大，温度越高溶解度越大，流程中操作1为蒸发浓缩、趁热过滤，这样即可得到CaSO4·2H2O，又防止析出MgSO4·7H2O晶体；
(6)结合溶解度表数据和(5)分析，获取MgSO4·7H2O的操作2为：蒸发浓缩、冷却结晶，过滤洗涤；
(7)在制取七水硫酸镁流程中，向体系内加入了氧化镁调节pH值沉淀Fe3+、Al3+，引入了镁元素，且未告知氧化镁加入的量，制取的七水硫酸镁的镁元素不仅来自硼镁泥，还来自引入的氧化镁，因此不能根据上述两个条件来计算硼镁泥中镁元素的含量。

8．在高温下， Al与Fe2O3发生铝热反应后得到的固体混合物中主要含有Al2O3、Fe，还含有少量Fe2O3。

从该样品中固体混合物分离出Al2O3，并回收Fe和Fe2O3的流程如下：
已知：NaAlO 2 + CO 2 + 2H 2O = Al （OH ）3↓ + NaHCO 3
回答下列问题：
（1）固体①的成分是__________。

溶液②的溶质是____________。

（2）加入过量NaOH 溶液时，发生反应的离子方程式是__________。

（3）白色固体②与NaOH 溶液反应的离子方程式是__________。

【答案】Fe 和Fe 2O 3 NaHCO 3 Al 2O 3 + 2OH -= 2AlO 2- + H 2O Al （OH ）3 + OH -= AlO 2- + 2H 2O
【解析】
【分析】
固体混合物加过量NaOH 溶液得到溶液①为NaAlO 2和NaOH 的混合溶液，固体①为Fe 和Fe 2O 3，溶液①通过过量CO 2得到溶液②为NaHCO 3溶液，固体②为Al （OH ）3沉淀，以此答题。

【详解】
固体混合物加过量NaOH 溶液得到溶液①为NaAlO 2和NaOH 的混合溶液，固体①为Fe 和Fe 2O 3，溶液①通过过量CO 2得到溶液②为NaHCO 3溶液，固体②为Al （OH ）3沉淀，Al （OH ）3受热分解得到Al 2O 3。

（1）固体①的成分是Fe 和Fe 2O 3；溶液②的溶质NaHCO 3，故答案为：Fe 和Fe 2O 3；NaHCO 3；
（2）加入过量NaOH 溶液时，发生反应的离子方程式是--2322Al O + 2OH = 2AlO + H O ，
故答案为：--2322Al O + 2OH = 2AlO + H O ；
（3）白色固体②为Al （OH ）3与NaOH 溶液反应的离子方程式是
--322Al OH + OH = AlO + 2H O （），故答案为：--322Al OH + OH = AlO + 2H O （）。

9．铝土矿（主要成分为Al 2O 3,还含有SiO 2(不溶于水和酸)、Fe 2O 3）是工业上制备氧化铝的主要原料。

工业上提取氧化铝的工艺流程如下:
（1）沉淀A 、B 的成分分别是__________、__________;步骤②中的试剂a 是
__________ ;(以上均填化学式)
（2）试写出步骤③中发生反应的离子方式__________、__________ ;
【答案】SiO 2 Fe(OH)3 NaOH 溶液 CO 2 +OH - =HCO 3- CO 2 +AlO 2- +2H 2O=Al(OH)3 ↓+HCO 3-
【解析】
【分析】
铝土矿中加入过量试剂盐酸，然后过滤得到沉淀A 为SiO 2，滤液甲中加入过量NaOH 溶液过滤后得到沉淀B 和滤液乙，滤液甲中溶质为氯化铝和氯化铁、HCl ，沉淀B 为Fe （OH ）3，滤液乙中含有NaAlO 2和NaOH 、NaCl ，向滤液乙中通入过滤二氧化碳得到滤液碳酸氢钠
溶液，沉淀C为Al（OH）3，加热氢氧化铝得到氧化铝，以此解答该题。

【详解】
（1）由以上分析可知A为SiO2，沉淀B为Fe（OH）3，滤液甲中含有Al3+、Fe3+、H+等，应加入氢氧化钠，除去铁离子，将铝离子转化为AlO2-，步骤②中的试剂a是NaOH溶液；（2）步骤③中与OH-反应生成碳酸氢根离子：CO2+OH-＝HCO3-，偏铝酸钠溶液与二氧化碳反应，生成氢氧化铝和碳酸氢钠，离子反应为：CO2 +AlO2- +2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3-。

【点睛】
把握流程中物质的性质、发生的反应、混合物分离方法为解答的关键，侧重分析、推断及实验能力的综合考查。

离子方程式的书写是解答的易错点，注意二氧化碳是过量的。

10．轻质碳酸钙是一种广泛应用的工业填料，主要用于塑料、造纸、橡胶和涂料等。

工业上以磷石膏（主要成分为CaSO4，杂质主要是SiO2、FeO、Fe2O3、Al2O3等）为原料制备轻质碳酸钙。

已知碳酸钙的溶解度比硫酸钙的溶解度小，在一定温度下，钙离子开始沉淀的pH值为12.3，氢氧化铝开始溶解的pH值为12.0，其他金属离子形成氢氧化物沉淀的相关pH的范围如下：
金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pH
Fe3+ 1.5 2.8
Fe2+ 5.58.3
Al3+ 3.0 4.7
制备流程如图：
请问答：
（1）以下说法正确的是__。

A．溶解的过程中，可以用盐酸代替硝酸
B．滤渣1的主要成分是SiO2，滤渣2的上要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3
C．转化时，可以先通氨气至饱和后再通过量二氧化碳，以提高钙离子的转化率
D．转化时可以适当加热，以加快反应速率
E.洗涤时可以采用滤液3
（2）调节溶液pH范围时，最佳的pH范围是__，理由是__。

（3）碳酸钙产品中钙含量的测定：
用电子天平准确称量产品2.000g于干净的烧杯中，滴加2mol/L的盐酸恰好完全溶解，加蒸馏水继续蒸发除去过量的酸至pH=6～7，转移至250mL的容量瓶中，定容摇匀。

用移液管准确移取25.00mL溶液于锥形瓶中，加入NaOH溶液10mL，摇匀，加入钙指示剂
30mg，用已标定的EDTA（乙二胺四乙酸，可以表示为H4Y）标准溶液进行滴定。

已知：Ca2++Y4-=[CaY]2-，测定数据如下：
①进行整个滴定操作实验的过程中，下列操作方法正确的是__。

A．使用移液管移取溶液的时候，移液管尖嘴不能接触容器壁
B．滴定管水洗后，需要用标准溶液润洗3次，再排出气泡，使液面位于“0”刻度或“0”刻度以下
C．滴定管调液面后，需静置1～2min，再进行读取刻度数据进行记录
D．电子天平读数时，两边侧面应同时处于打开状态，使空气保持流通
②该产品中钙元素的质量分数为__（保留两位有效数字），若滴定结束时仰视读数，则测定的结果__（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。

【答案】BCD 4.7～12 将铁离子铝离子沉淀完全，因此pH要大于等于4.7，但不能溶解氢氧化铝，也不能沉淀钙离子，因此pH小于12 BC 33.63% 偏大
【解析】
【分析】
硝酸与磷石膏反应，将CaSO4、FeO、Fe2O3、Al2O3溶解，将氧化亚铁氧化为硝酸铁，SiO2不溶解，过滤得到滤渣1，滤液调节pH值，将铁离子、铝离子沉淀，过滤得到滤渣
Fe(OH)3、Al(OH)3，滤液先加入氨气至饱和，再通入二氧化碳沉淀钙离子生成碳酸钙，过滤，得到碳酸钙进行洗涤、烘干。

【详解】
⑴A. 溶解的过程中，硝酸要溶解各种物质，还要将亚铁氧化铁离子，而盐酸不能氧化亚铁离子，因此不能用盐酸代替硝酸，故A错误；B. 根据分析滤渣1是难溶于硝酸的沉淀，主要成分是SiO2，调节pH，沉淀铁离子和铝离子，因此滤渣2的上要成分是Fe(OH)3、
Al(OH)3，故B正确；C. 转化时，可以先通氨气至饱和后再通过量二氧化碳，增加二氧化碳的溶解以提高钙离子的转化率， C正确；D. 转化时可以适当加热，以加快反应速率，故D 正确；E. 洗涤时采用滤液3洗涤，则沉淀表面有滤液杂质，因此不能用滤液3洗涤，故E 错误；综上所述，答案为：BCD。

⑵要将铁离子铝离子沉淀完全，因此pH要大于等于4.7，但不能溶解氢氧化铝，也不能沉淀钙离子，因此pH小于12，因此调节溶液pH范围时，最佳的pH范围是4.7～12；故答案为：4.7～12；将铁离子铝离子沉淀完全，因此pH要大于等于4.7，但不能溶解氢氧化
铝，也不能沉淀钙离子，因此pH 小于12。

⑶①A. 使用移液管移取溶液的时候，移液管尖嘴要接触容器壁，液体沿器壁缓缓流下，故A 错误；B. 滴定管水洗后，需要用标准溶液润洗3次，再排出气泡，使液面位于“0”刻度或“0”刻度以下，故B 正确；C. 滴定管调液面后，需静置1～2min ，待液面稳定后，再进行读取刻度数据进行记录，故C 正确；D. 电子天平读数时，两边侧面应同时处于关闭状态，故D 错误；综上所述，答案为BC 。

②根据四次测定数据，第二次数据与其他几个数据相差较大，则为错误数据，因此求的其他三个数据的平均值为15.00mL ，根据Ca 2+～Y 4－关系式得到，2.000g 碳酸钙中n(Ca 2+)= n(Y 4－) = 0.1121 mol∙L −1 ×0.015L ×10 =0.016815mol ，该产品中钙元素的质量分数为
1
0.016815mol 40g mol ω=100%33.63%2.000g
-⨯⋅⨯≈，若滴定结束时仰视读数，结束时读数偏小，得到滴定液偏大，测定的结果偏大；故答案为：33.63%；偏大。