2020-2021备战高考化学压轴题之铝及其化合物推断题(备战高考题型整理,突破提升)含答案解析

2020-2021备战高考化学压轴题之铝及其化合物推断题(备战高考题型整理,突
破提升)含答案解析
一、铝及其化合物
1．由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。

工艺流程如下：
（注：NaCl熔点为801℃；AlCl3在181℃升华）
（1）工业上电解法获得金属铝的过程中，须在氧化铝中加入______，其目的是____。

（2）精炼前，需清除坩埚内的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，铝与氧化铁反应的化学方程式为：__________。

（3）将Cl2连续通入粗铝熔体中，杂质随气泡上浮除去。

气泡的成分有____；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中的物质有________。

（4）在用废碱液处理A时，写出主要反应的离子方程式______。

（5）镀铝电解池中，以钢材镀件和铝为电极，熔融盐做电解液。

则金属铝为________极。

电镀选择在170℃下进行的原因是_________。

采用的加热方式最好是_________。

（填字母选项）
A 水浴 b 油浴 c 直接强热快速升温至170℃
（6）钢材表面镀铝之后，能有效防止钢材腐蚀，其原因是_______。

【答案】冰晶石或Na3AlF6降低氧化铝熔融所需的温度 2Al＋Fe2O3高温2Al2O3＋2Fe Cl2、HCl和AlCl3 NaCl Cl2＋2OH- =Cl-＋ClO-＋H2O H++OH-=H2O 阳极，防止氯化铝升华损失
b 铝在钢材表面形成致密的氧化铝膜，保护了内层金属
【解析】
【分析】
(1)根据氧化铝的熔点高，为降低其熔点，常加入冰晶石；
(2)氧化铁和铝在高温的条件下生成氧化铝和铁；
(3)粗铝含有一定量的金属钠和氢气，钠、铝和氯气反应生成了氯化钠和氯化铝，氢气和氯气发生反应生成氯化氢，以及NaCl熔点为801℃；AlCl3在181℃升华，在结合物质之间的反应来分析；
(4)酸性气体能和强碱反应，用烧碱来处理尾气；
(5)电镀池中镀件金属作阳极，金属发生氧化反应；根据氯化铝在在181℃升华；根据水浴的最高温度为100℃，油浴的温度大于100℃，且受热均匀；
(6)根据氧化铝的性质来回答。

【详解】
(1)氧化铝的熔点高，为降低其熔点，常加入冰晶石；
(2)氧化铁和铝在高温的条件下生成氧化铝和铁：2Al＋Fe2O3高温2Al2O3＋2Fe；
(3)粗铝含有一定量的金属钠和氢气，钠、铝和氯气反应生成了氯化钠和氯化铝，氢气和氯气发生反应生成氯化氢，其中氯化钠熔点为801℃，较高，是固态杂质随气泡上浮，气泡的主要成分有Cl2、HCl、AlCl3；
(4)A中有氯气以及氯化氢，均能和烧碱反应，用于尾气处理，实质为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-
+H2O，H++OH-=H2O；
(5)电镀池中镀件金属铝作阳极，金属铝失电子发生氧化反应；氯化铝在在181℃升华，所以电镀选择在170℃下进行；
水浴的最高温度为100℃，油浴的温度大于100℃，且受热均匀，所以控制温度在170℃下进行的方式最好是油浴，故选：b；
(6)铝金属表面形成的致密氧化铝膜具有保护作用，致密的氧化膜能隔绝钢材与空气中的
O2、CO2和H2O等接触，使电化学腐蚀和化学腐蚀不能发生。

2．将铁、铝的混合物进行如下实验：
(1)操作X的名称是________。

(2)气体A是________(填化学式)。

(3)A与Cl2混合光照可能发生爆炸，A在该反应中作________(填“氧化剂”或“还原剂”)。

(4)溶液B中的阴离子除OH－外还有________(填离子符号，下同)，溶液D中存在的金属离子为________。

(5)加入足量NaOH溶液时发生反应的离子方程式为___________；加入稀盐酸发生反应的离子方程式为_________。

(6)向溶液D中加入NaOH溶液，观察到产生的白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，请写出沉淀转化的化学方程式：___________。

【答案】过滤 H2还原剂 AlO2- Fe2＋ 2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2-＋3H2↑ Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑ 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3
【解析】
【分析】
金属混合物中Fe与NaOH溶液不反应，而Al可以与NaOH溶液反应产生NaAlO2、H2，NaAlO2易溶于水，所以气体A是H2，溶液B是NaAlO2与NaOH的混合溶液，固体C是Fe，Fe是比较活泼的金属，与HCl发生置换反应产生FeCl2和氢气，因此溶液D为FeCl2，
据此分析解答。

【详解】
(1)操作X的名称是分离难溶性的固体与可溶性液体混合物的方法，名称是过滤，故答案为：过滤；
(2)根据上述分析可知，金属混合物中Fe与NaOH溶液不反应，而Al可以与NaOH溶液反应产生NaAlO2、H2，NaAlO2易溶于水，所以气体A是H2，故答案为：H2；
(3)A是H2，H2和Cl2的混合气体光照会发生爆炸，反应生成HCl，在该反应中，氢元素的化合价升高，失去电子，被氧化，所以H2作还原剂，故答案为：还原剂；
(4)溶液B是反应产生的NaAlO2与过量的NaOH的混合溶液，所以溶液B中阴离子除OH-外还有AlO2-，铁可以和盐酸反应生成FeCl2和H2，溶液D中含有的金属离子为Fe2+，故答案为：AlO2-；Fe2+；
(5)加入足量NaOH溶液时，Al与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，加入稀盐酸，Fe与稀盐酸反应生成氢气和氯化亚铁，发生反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑，故答案为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
Fe+2H+=Fe2++H2↑；
(6)溶液D为FeCl2，向溶液D加入NaOH溶液，观察到产生的白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，其中沉淀转化的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故答案为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。

【点睛】
本题考查金属铁以及金属铝的化学性质。

注意知识的积累是解题的关键， HCl的氧化性比较弱，只能把Fe氧化为Fe2+，Cl2、H2O2具有强氧化性，可以把Fe氧化为Fe3+；Al既可以与酸反应产生氢气，也可以与强碱溶液反应反应氢气，等物质的量的铝与足量的酸、碱反应产生氢气的物质的量相等。

3．有关物质的转化关系如下图所示(部分生成物与反应条件已略去)。

B、D、H是气体，B 是单质，D能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；C、G是生活中的常见金属，工业上用反应①制备C；K、F是固体，其中F是一种红色涂料的主要成分。

（1）K的化学式为___________；D的电子式为____________。

（2）写出反应②的离子方程式：___________。

（3）写出反应③的化学方程式，并用单线桥标出电子转移的方向和数目：
_____________。

（4）物质J常用作催化剂，媒染剂，放射性物质吸附剂。

从J的溶液得到J的晶体的操作依次为_____________、冰水洗涤、减压烘干。

冰水洗涤的目的___________。

（5）反应③常通过微热来加快反应的速率，加热时温度不能过高的原因是_________。

【答案】Fe(OH)3 3NO2＋H2O＝2H+＋2NO3-＋NO
蒸发（加热）浓缩、冷却结晶、过滤减
少晶体的溶解损耗硝酸在较高温度下(易挥发)易分解
【解析】
【分析】
D能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，D是氨气；C、G是生活中的常见金属，F是一种红色涂料的主要成分，F是Fe2O3，C的Al、G是Fe、A是Al2O3；电解熔融氧化铝生成铝和氧气，B是O2、E是NO、H是NO2、I是HNO3；铁和硝酸反应生成硝酸铁，J是Fe(NO3)3，
Fe(NO3)3和氨水反应生成氢氧化铁，K是Fe(OH)3；Fe(OH)3加热分解为氧化铁。

据此解答。

【详解】
（1）根据以上分析，K是氢氧化铁，化学式为Fe(OH)3；D是氨气为共价化合物，氨气的电子式为。

（2）反应②是二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，反应的离子方程式是3NO2＋H2O ＝2H+＋2NO3-＋NO。

（3）反应③是铁和硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮、水，反应的化学方程式是
Fe+4HNO3=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，铁元素化合价由0升高为+3，氮元素化合价由+5降低为+2，用单线桥标出电子转移的方向和数目为。

（4）从硝酸铁的溶液得到硝酸铁的晶体的操作依次为蒸发（加热）浓缩、冷却结晶、过滤、冰水洗涤、减压烘干。

温度越低硝酸铁溶解度越小，冰水洗涤的目的是减少晶体的溶解损耗。

（5）反应③常通过微热来加快反应的速率，硝酸在较高温度下(易挥发)易分解，所以加热时温度不能过高。

【点睛】
本题考查无机物的推断，侧重考查学生的分析能力以及元素化合物知识的综合理解和运用，D能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，为解答该题的关键，注意把握物质的特征性质。

Ⅹ、是生活中用途广泛的两种金属单质。

其相互转4．A～G为中学化学常见的化合物，Y
化关系如图所示（反应条件已略去）：
请回答下列问题
、的化学式分别为____、____。

（1）A C
（2）①～⑨中，属于非氧化还原反应的是___。

（3）反应⑨的化学方程式为_________，该反应的现象为____。

（4）反应①、④的离子方程式分别为__________、_______。

【答案】Fe2O3 NaAlO2②④⑦⑧ 4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)3反应现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 2Al+2OH-+2H2O= 2AlO2-+3H2↑ Fe2O3+6H+= 2Fe3++3H2O 【解析】
【分析】
X和B都是能与氢氧化钠反应的物质，为铝或氧化铝之一，A和Y能与盐酸反应，G在空气中转化为F，G和F都是由D，E与氢氧化钠反应制得的，E为氯化亚铁，F为氢氧化铁，G为氢氧化亚铁，D为三氯化铁，E为氯化亚铁，Y为铁，A为三氧化二铁，X为铝，B 为氧化铝，C为偏铝酸钠，然后分析。

【详解】
根据分析可知，A为Fe2O3，B为Al2O3，C为NaAlO2，D为FeCl3，E为FeCl2，F为
Fe(OH)3，G是Fe(OH)2，X为Al，Y为Fe；
写出①～⑨的化学方程式：
①2Al+2NaOH+2H2O= 2NaAlO2+3H2↑
②Al2O3+2NaOH= 2NaAlO2+H2O
③2Al+ Fe2O3=高温2Fe+ Al2O3
④Fe2O3+6HCl= 2FeCl3+3H2O
⑤Fe +2HCl= FeCl2+H2↑
⑥2FeCl3+ Fe= 3FeCl2
⑦FeCl3+ 3NaOH= Fe(OH)3↓+3NaCl
⑧FeCl2+ 2NaOH= Fe(OH)2↓+2NaCl
⑨4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)3
(1)A为Fe2O3，C为NaAlO2；
(2)非氧化还原反应指的是没有化合价的变化的反应，有②④⑦⑧；
(3)⑨4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)3，反应现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；
(4)①的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，④的离子方程式为Fe2O3+6H+=
2Fe3++3H2O。

【点睛】
能与氢氧化钠反应的金属在高中阶段只学了铝，铁和铝的性质是常考的内容，需要学生很
熟悉常见金属及其化合物的性质。

5．实验室中有6瓶失去标签的白色固体：纯碱、氢氧化镁、氯化钡、硫酸铝、硫酸氢钠、氯化钾。

除蒸馏水、试管和胶头滴管外，无其他任何试剂和仪器。

某学生通过以下实验步骤即可鉴别它们。

请填写下列空白：
(1)各取适量固体于6支试管中，分别加入适量蒸馏水，有一支试管中的现象和其他5支明显不同，此试管中的现象是________________________，
据此现象鉴别出的一种物质是__________。

(2)分别将所剩5种溶液依次编号为A、B、C、D、E，然后进行两两混合。

观察到C没有出现任何现象；D分别和A、B、E混合时均产生了白色沉淀；B和E混合时既有白色沉淀产生，又有无色气体放出。

据此可推断出：
①A、C、D三种物质的化学式依次是________________。

②B、E两者中有一种可与A反应，它与足量A反应的离子方程式为__________________。

③在两两混合时，能最终确定B、E成分的实验现象及结论是_____________________。

(3)上述物质溶于水抑制水的电离，且溶液显酸性的物质的化学式为________，其溶液显酸性的原因是___________________。

【答案】白色固体不溶于水Mg(OH)2NaHSO4、KCl、BaCl2CO32-＋2H＋===H2O＋CO2↑B、E两溶液，与A溶液混合时产生气体的是纯碱，否则是硫酸铝NaHSO4NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO42-，所产生的H＋抑制水的电离
【解析】
【分析】
(1)只有氢氧化镁不溶于水；
(2)剩余5种物质中,KCl与其它4种物质均不反应，氯化钡与纯碱、硫酸铝、硫酸氢钠均反应生成白色沉淀，纯碱与硫酸铝发生相互促进水解反应生成沉淀和气体；
(3)只有硫酸氢钠电离显酸性，抑制水的电离。

【详解】
(1)各取适量固体于6支试管中，分别加入适量蒸馏水，有一支试管中的现象和其他5支明显不同，此支试管中的现象是物质难溶于水，据此现象鉴别出的一种物质是Mg(OH)2，
因此，本题正确答案是：白色固体不溶于水；Mg(OH)2；
(2)将所剩5种溶液依次编号为A、B、C、D、E，然后进行两两混合。

观察到C没有出现任何现象，可以知道C为KCl；D分别和A、B、E混合时均产生了白色沉淀，可以知道D 为BaCl2；B和E混合时既有白色沉淀产生，又有无色气体放出，B、E为纯碱、硫酸铝中的一种，则A为NaHSO4。

①A、C、D三种物质的化学式依次是NaHSO4、KCl、BaCl2，
因此，本题正确答案是：NaHSO4、KCl、BaCl2；
②B、E两者中有一种可与A反应，纯碱与氢离子反应，则它与足量A反应的离子方程式为CO32-＋2H＋===H2O＋CO2↑，
因此，本题正确答案是：CO32-＋2H＋===H2O＋CO2↑；
③确定B、E成分的实验现象及结论是与A混合时产生气体的是纯碱，否则是硫酸铝，
因此，本题正确答案是：B 、E 两溶液，与A 溶液混合时产生气体的是纯碱，否则是硫酸铝；
(3)溶于水抑制水的电离的物质的化学式为NaHSO 4，其溶液显酸性的原因是NaHSO 4===Na ＋＋H ＋＋SO 42-，所产生的H ＋抑制水的电离，
因此，本题正确答案是：NaHSO 4；NaHSO 4===Na ＋＋H ＋＋SO 42-，所产生的H ＋
抑制水的电离。

6．（1）实验室制氯气的尾气处理用_____溶液吸收，其化学反应方程式为_____。

（2）向AlCl 3溶液中逐滴加入NaOH 溶液，现象是先产生白色沉淀，其反应的离子方程式为_____，后白色沉淀又溶解消失，其反应的离子方程式为_____。

（3）在含有0.2mol 的硫酸和0.2mol 的硝酸的混合溶液200mL 中，加入19.2g 铜粉，产生的气体成分为_____（填NO 或H 2），你所选气体在标准状况下的体积为_____L
【答案】NaOH 2NaOH+Cl 2＝NaCl+NaClO+H 2O Al 3++3OH ﹣＝Al(OH)3↓ Al(OH)3+OH ﹣＝AlO 2﹣+2H 2O NO 3.36L
【解析】
【分析】
(1)实验室用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气；
(2)铝离子和氢氧根反应生成氢氧化铝沉淀，氢氧化铝为两性氢氧化物，溶解于强碱中；
(3)硫酸和硝酸都为稀酸，反应方程式为铜与稀硝酸反应。

【详解】
(1)实验室用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气，防止污染空气；氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠、水，反应方程式为：2NaOH+Cl 2＝NaCl+NaClO+H 2O ，
故答案为：NaOH ；2NaOH+Cl 2＝NaCl+NaClO+H 2O ；
(2)向AlCl 3溶液中逐滴加入NaOH 溶液，现象是先产生白色沉淀，是铝离子和氢氧根反应生
成氢氧化铝沉淀，离子方程式为：Al 3++3OH ﹣＝Al(OH)3↓；后白色沉淀又溶解消失，是因为
氢氧化铝为两性氢氧化物，溶解于强碱中，生成偏铝酸钠和水，离子方程式为：Al(OH)3+OH ﹣＝AlO 2﹣+2H 2O ，
故答案为：Al 3++3OH ﹣＝Al(OH)3↓；Al(OH)3+OH ﹣＝AlO 2﹣+2H 2O ；
(3)0.2mol 的硫酸和0.2mol 的硝酸的混合溶液200mL 中，硫酸和硝酸都为稀酸，加入19.2g 铜粉，且氢离子不足，完全反应，设n(NO)＝x ，
2323Cu 8H 2NO 3Cu 2NO 4H O
820.6mol x
+++++↑+﹣＝
x ＝0.15mol ，V(NO)＝n×Vm ＝0.15×22.4＝3.36L ，故答案为：NO ；3.36L 。

7．以粉煤灰（主要含3Al 2O 3·
2SiO 2、SiO 2，还含有少量CaO 、Fe 2O 3等物质）为原料制取Al 2O 3的流程如图：
（1）当(NH 4)2SO 4和3Al 2O 3·2SiO 2的配比a （a=
424232n[(NH )SO ]n(3Al O 2SiO )
⋅）不同时，“焙烧”后所得产物的X 射线衍射谱图如图所示（X 射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态
物质出现衍射峰的衍射角不同）。

由图可知，当a=___时，3Al 2O 3·
2SiO 2的利用率最高。

（2）“沉淀、过滤”所得滤渣为Fe(OH)3和Al(OH)3，生成Fe(OH)3的离子反应方程式为___。

（3）“碱浸”加入NaOH 发生反应的离子方程式为___。

（4）“水解、过滤”可得到Al(OH)3沉淀，升高温度有利于水解的原因是___。

该步骤可将加水改成通入过量的___气体。

（5）流程中，可以回收并循坏利用的物质除NH 3外，还有___和___。

【答案】8 Fe 3+＋3NH 3＋3H 2O=Fe(OH)3↓＋3NH 4+ OH -＋Al(OH)3=AlO 2-＋2H 2O 水解为吸热反应，升高温度有利于平衡正向进行 CO 2 NaOH (NH 4)2SO 4
【解析】
【分析】
粉煤灰、(NH 4)2SO 4进行灼烧处理，把3Al 2O 3·
2SiO 2转化为NH 4Al (SO 4)2，且当(NH 4)2SO 4和3Al 2O 3·2SiO 2的配比a （a=424232n[(NH )SO ]n(3Al O 2SiO )
⋅）不同时各产物含量不同，如图a=8时，体系中NH 4Al (SO 4)2含量最高，此时3Al 2O 3·
2SiO 2的利用也率最高。

加硫酸进行酸浸，过滤，滤液中含有Al 3+、Fe 3+以及其他可溶性离子，通入氨气生成沉淀Al(OH)3和Fe(OH)3，滤液Ⅰ为(NH 4)2SO 4，加入氢氧化钠进行碱浸取过滤，滤渣为Fe(OH)3滤液Ⅱ为NaOH 和NaAlO 2，加水水解得到Al(OH)3沉淀，煅烧得氧化铝。

【详解】
（1）根据分析，当(NH 4)2SO 4和3Al 2O 3·
2SiO 2的配比a=8时，体系中NH 4Al (SO 4)2含量最高，此时3Al 2O 3·
2SiO 2的利用也率最高。

（2）通入氨气“沉淀、过滤”所得滤渣为Fe(OH)3和Al(OH)3，生成Fe(OH)3离子反应方程式：Fe 3+＋3NH 3＋3H 2O=Fe(OH)3↓＋3NH 4+；
（3）根据分析，“碱浸”加入NaOH 发生反应的离子方程式为OH -＋Al(OH)3=AlO 2-＋2H 2O ； （4）“水解、过滤”可得到Al(OH)3沉淀，水解过程是吸热的，升高温度促进AlO 2-水解；该步骤可将加水改成通入过量的酸性气体二氧化碳（CO 2＋AlO 2-＋2H 2O= HCO 3- ＋Al(OH)3↓）；
（5）流程中，滤液Ⅰ为(NH4)2SO4，滤液Ⅱ含有NaOH ，故可以回收并循坏利用的物质除NH3外，还有(NH4)2SO4和NaOH。

【点睛】
氢氧化铝是两性氢氧化物，遇强酸强碱发生反应而溶解，不与弱酸弱碱反应。

氢氧化铝的制备：1.向氯化铝溶液中通过量氨气；2.向偏铝酸钠中通入过量的二氧化碳；3.氯化铝和偏铝酸钠发生双水解。

8．磷酸铝(AlPO4)是一种用途广泛的材料，在建筑、耐火材料、化工等方面具有广泛的应用前景。

以磷硅渣（主要成分为Ca3(PO4)2、Al2O3、SiO2和V2O5等）为原料制备磷酸铝的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
（1）酸浸液中含磷元素的主要粒子是_____(填化学式，下同)，浸渣中的主要化学成分是_____。

（2）生石灰除了调节pH外，另一作用是_____。

（3）滤液中钒元素以V3O93-形式存在，V3O93-易水解为[VO3(OH)]2-，该水解反应的离子方程式为_____。

（4）碱浸时，粗磷酸铝转化为可溶性溶质，则可溶性溶质分别是_____ (填化学式)。

（5）实验测得pH、反应温度与时间对碱浸时固相中P、Al含量的影响如图所示：
则最优反应条件是_____。

（6）固相反应制备磷酸铝的方法之一是在900℃的焙烧炉内加热磷酸二氢铵与氧化铝混合物，写出该反应的化学方程式：_____。

【答案】H3PO4 SiO2、CaSO4除去过量的SO42- V3O93-+3H2O⇌3[VO3(OH)]2-＋3H+
Na[Al(OH)4]、Na3PO4 pH=12、温度为80℃、时间为1h Al2O3＋2NH4H2PO4900℃
2AlPO4＋
2NH3↑＋3H2O 【解析】
【分析】
磷硅渣的主要成分为Ca 3(PO 4)2、Al 2O 3、SiO 2和V 2O 5等，加浓硫酸分离出滤渣为SiO 2、CaSO 4，酸浸液中加CaO 可调节pH 且除去过量硫酸根离子，滤渣1为CaSO 4，滤液中钒元素以V 3O 93-形式存在，加NaOH 分离出Na 2[VO 3(OH)]，再加NaOH 时粗磷酸铝溶解生成可溶性溶质为NaAlO 2、Na 3PO 4，由图可知，pH ＝12、温度为80℃、时间为1h 时碱浸时固相中P 、Al 含量w %小，为最优反应条件，然后过滤分离出AlPO 4；
(1)SiO 2为酸性氧化物，不与硫酸反应；CaSO 4微溶于水，据此回答；
(2)加浓硫酸引人过量的硫酸根离子，CaSO 4微溶于水，据此回答；
(3)滤液中钒元素以V 3O 93-形式存在，V 3O 93-易水解为[VO 3(OH)]2−；
(4)加NaOH 时粗磷酸铝溶解生成可溶性溶质为NaAlO 2、Na 3PO 4；
(5)在pH 、反应温度与时间对碱浸时固相中P 、Al 含量的影响如图中，寻找碱浸时固相中P 、Al 含量w %小时就为最优反应条件；
(6)加热磷酸二氢铵与氧化铝混合物生成AlPO 4、NH 3和H 2O 。

【详解】
(1)酸浸中磷元素主要转化为H 3PO 4，该反应的化学方程式为Ca 3(PO 4)2＋3H 2SO 4＝3CaSO 4＋2H 3PO 4，磷硅渣的主要成分为Ca 3(PO 4)2、Al 2O 3、SiO 2和V 2O 5等，加浓硫酸分离出滤渣为SiO 2、CaSO 4；
(2)生石灰除了调节pH 外，另一作用是除去过量的硫酸根离子；
(3)滤液中钒元素以V 3O 93-形式存在，V 3O 93-易水解为[VO 3(OH)]2−，该水解反应的离子方程式为V 3O 93-+3H 2O ⇌3[VO 3(OH)]2-＋3H +；
(4)碱浸时，粗磷酸铝转化为可溶性溶质，则可溶性溶质分别是Na[Al(OH)4]、Na 3PO 4；
(5)由图可知，pH ＝12、温度为80℃、时间为1h 时碱浸时固相中P 、Al 含量w %小，为最优反应条件；
(6)加热磷酸二氢铵与氧化铝混合物生成AlPO 4、NH 3和H 2O ，化学方程式为：Al 2O 3＋2NH 4H 2PO 4900℃2AlPO 4＋2NH 3↑＋3H 2O.
9．工业上用铝土矿（主要成分为23Al O ，还含有杂质2SiO 和23Fe O ）提取氧化铝并冶炼Al 的操作过程如下：
（1）滤渣A 是______，滤渣B 是__________。

（2）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的名称是____________。

（3）生成滤渣C 的离子方程式为___________________________________________。

（4）取100 mL 滤液B ，加入200mL 1.0 1mol L -⋅的盐酸时，沉淀量达到最大且质量为
11.7g 。

则滤液B 中-2c AlO =（）________，()+c Na >_______ 1mol L -⋅。

【答案】2SiO 3Fe(OH)（或氢氧化铁） 过滤
22233AlO CO 2H O Al(OH)HCO -
-++=↓+ 11.5mol L -⋅ 6.0
【解析】
【分析】
铝土矿中加入过量稀硫酸，二氧化硅不与稀硫酸反应形成滤渣A ，氧化铁、氧化铝与稀硫酸反应生成铝离子、铁离子，滤液A 中有铝离子、铁离子；滤液A 中加入过量的氢氧化钠溶液生成氢氧化铁沉淀和偏铝酸钠。

根据固体D 电解生成铝，推知D 为氧化铝，C 为氢氧化铝。

偏铝酸钠与过量的X 生成氢氧化铝，推知X 为二氧化碳。

【详解】
（1）铝土矿中的二氧化硅与稀硫酸不反应，则滤渣A 是2SiO （或二氧化硅）；滤液A 中含有铝离子、铁离子，加入过量的氢氧化钠，则滤渣B 是3Fe(OH)（或氢氧化铁）。

（2）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ后分为滤渣和滤液，故名称均是过滤。

（3）由于二氧化碳是过量的，则生成滤渣C 的离子方程式为
22233AlO CO 2H O Al(OH)HCO -
-++=↓+。

（4）取100mL 滤液B ，加入200mL 11mol L -⋅的盐酸时，沉淀量达到最大且质量为
11.7g ，即氢氧化铝是11.7g ，其物质的量是1
11.7g 0.15mol 78g mol -=⋅，根据铝原子守恒可知，滤液B 中()
12AlO 0.15mol 0.1L 1.5mol L c --=÷=⋅。

根据方程式()2424223Al SO 8NaOH 3Na SO 2NaAlO 4H O +=++可知()243Al SO 消耗氢氧化钠0.6 mol ，又因为氢氧化钠还会与硫酸等反应，因此最终滤液B 中Na +的浓度大于
16.0mol L -⋅。

10．工业上用铝土矿(主要成分为
)提取氧化铝作冶炼铝的原料，提
取的操作过程如下：
（1）反应1结束后的操作名称为_______。

（2）滤渣的主要成分是___________________。

（3）反应2中通入的过量气体为________
a. 二氧化碳
b.氨气
c.氮气
（4）写出B煅烧生成Al2O3的化学反应方程式：_______________________。

【答案】过滤氧化铁 a 2Al(OH)3Δ
Al2O3 + 3H2O
【解析】
【分析】
铝土矿加入氢氧化钠溶液，氧化铝、二氧化硅与氢氧化钠反应，氧化铁不与氢氧化钠反应，过滤，得到滤渣氧化铁，滤液主要是偏铝酸钠和硅酸钠，向滤液中加入氧化钙，得到硅酸钙沉淀，过滤，向滤液中通入二氧化碳得到碳酸氢钙和氢氧化铝，过滤，B为氢氧化铝，再煅烧得到氧化铝。

【详解】
⑴根据操作后得到滤液和滤渣说明反应1结束后的操作名称为过滤；故答案为：过滤。

⑵氧化铁不与氢氧化钠反应，因此滤渣的主要成分是氧化铁；故答案为：氧化铁。

⑶滤液II是偏铝酸根，因此通入过量二氧化碳与偏铝酸根生成氢氧化铝沉淀；故答案为：a。

⑷B为氢氧化铝，煅烧生成Al2O3的化学反应方程式：2Al(OH)3Δ
Al2O3 + 3H2O；故答案为：
2Al(OH)3Δ
Al2O3 + 3H2O。