铝是重要的金属材料，铝土矿(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3杂质)是工业上制取铝的原料。实验室模拟工业上以铝土矿为原料制取Al2(SO4)3和铵

题文

铝是重要的金属材料，铝土矿(主要成分是Al₂O₃和少量的SiO₂、Fe₂O₃杂质)是工业上制取铝的原料。实验室模拟工业上以铝土矿为原料制取Al₂(SO₄)₃和铵明矾晶体[NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O]的工艺流程如图所示；



请回答下列问题：
(1)固体a的化学式为       ，Ⅲ中通入足量CO₂气体发生反应的离子方程式为                                                           。
(2)由Ⅴ制取铵明矾溶液的化学方程式为                                          ，从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为(填操作名称)       、冷却结晶、过滤洗涤。
(3)以1 000 kg含氧化铝36%的铝土矿为原料制取Al₂(SO₄)₃，需消耗质量分数98%的硫酸(密度1.84 g·cm^－1       L(保留一位小数)。
(4)若同时制取铵明矾和硫酸铝，通过控制硫酸的用量调节两种产品的产量。若欲使制得的铵明矾和硫酸铝的物质的量之比为1∶1，则投料时铝土矿中的Al₂O₃和H₂SO₄的物质的量之比为       。

题型：未知 难度：其他题型

答案

(1)SiO₂ AlO₂^－＋CO₂＋2H₂O=HCO₃^－＋Al(OH)₃↓
(2)Al₂O₃＋4H₂SO₄＋2NH₃=2NH₄Al(SO₄)₂＋3H₂O 蒸发浓缩
(3)575.4
(4)3∶10

解析

(1)铝土矿中Al₂O₃和Fe₂O₃能溶于盐酸，SiO₂不溶于盐酸，所以固体a的化学式为SiO₂。Al₂O₃溶于烧碱生成NaAlO₂溶液，在其中通入CO₂生成Al(OH)₃沉淀。
(2)Al(OH)₃分解生成Al₂O₃，Al₂O₃与稀硫酸、氨气反应生成铵明矾溶液。
(3)m(Al₂O₃)＝1 000 kg×36%＝360 kg，m(H₂SO₄)＝

kg＝1 037.6 kg，需消耗质量分数98%的硫酸(密度1.84 g·cm^－3)为

＝575.4×10³ mL＝575.4 L。
(4)设制得的Al₂(SO₄)₃和NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O的物质的量都是1 mol，则
Al^3＋共3 mol，SO₄^2－共5 mol，根据铝原子和SO₄^2－守恒原理可得，加入Al₂O₃和H₂SO₄的物质的量之比为

∶5＝3∶10。

考点

据考高分专家说，试题“铝是重要的金属材料，铝土矿(主要成分是A.....”主要考查你对 [物质的量 ]考点的理解。

物质的量

物质的量：

物质中含有一定数目粒子集体的物理量。是国际单位制中7个基本物理量之一（7个基本的物理量分别为：长度、质量、时间、电流强度、发光强度、温度、物质的量）符号：n
计算公式：物质的量(n)=粒子数(N)/阿伏加德罗常数(NA) 以物质的量为中心的各种化学常用量间的关系：n=N/NA=m/M=V/Vm=cV=ρV/M

使用物质的量注意事项：

（1）物质的量表示物质所含指定粒子的多少，物质的量是一个整体，不得简化或增添任何字。
（2）物质的量及其单位摩尔的适用范围是微观粒子，因此在使用中应指明粒子的名称。

物质的量的相关解法：

问题探究：

（1）1mol氢这种说法正确吗？如何表示1mol氢原子、1mol氢分子、1mol氢离子？
答：使用摩尔作单位时，应用化学式（符号）指明离子的种类，1mol氢的说法不正确，因其咩有指明是氢分子还是氢离子、氢原子。1mol氢原子、1mol氢分子、1mol氢离子分别表示为1molH、1molH₂、1molH⁺。
（2）阿佛加德罗常数和6.02×10²³mol^-1在实际使用上有何区别？
阿佛加德罗常数是一个非常精确的数字，而6.02×10²³mol^-1只是阿佛加德罗常数的一个近似值。在关于概念性描述时要求非常准确，要使用阿佛加德罗常数，而在涉及计算时，则用6.02×10²³mol^-1进行粗略计算。二者关系类似于数学上的圆周率∏与3.14的关系。