实验题  （16分）净水剂液体聚合硫酸铝铁兼具铁盐和铝盐的双重絮凝特性，一般是以铁盐为主，铝盐为辅。现用的铝土矿（其主要成分是Al2O3，含有少量杂质Fe2O3和SiO2，其他杂质忽略不计）来制备该净水剂，其工艺流程如下：

（1）H2SO4浓度的适宜范围是45%~50%，反应的 适宜温度是100℃，其目的是：          ；Al2O3与H2SO4反应的化学反应方程式是__________。
（2）操作I为：冷却静置、       、洗涤，所得到的溶液I中的金属阳离子有_______（填化学式）。
（3）溶液I中加入绿矾（FeSO4·7H2O）和双氧水的目的是：                         ，涉及的反应离子方程式为                                        _              _。
（4）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，请在答题卡中完成钢材镀铝的装置示意图，并作相应标注。

实验题  （16分）净水剂液体聚合硫酸铝铁兼具铁盐和铝盐的双重絮凝特性，一般是以铁盐为主，铝盐为辅。现用的铝土矿（其主要成分是Al2O3，含有少量杂质Fe2O3和SiO2，其他杂质忽略不计）来制备该净水剂，其工艺流程如下：

（1）H2SO4浓度的适宜范围是45%~50%，反应的适宜温度是100℃，其目的是：          ；Al2O3与H2SO4反应的化学反应方程式是__________。
（2）操作I为：冷却静置、       、洗涤，所得到的溶液I中的金属阳离子有_______（填化学式）。
（3）溶液I中加入绿矾（FeSO4·7H2O）和双氧水的目的是：                          ，涉及的反应离子方程式为                                        _              _。
（4）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，请在答题卡中完成钢材镀铝的装置示意图，并作相应标注。

本题答案：(16分)（1）提高铁和铝的浸出率（2分，合理给分），Al2
本题解析：
试题分析：（1）适当提高硫酸的浓度和温度，可以加快反应速率，提高铁和铝的浸出率；Al2O3与H2SO4反应的化学反应方程式是Al2O3 + 3H2SO4＝Al2(SO4)3 + 3H2O；
（2）冷却静置后有固体析出，所以下一步操作是过滤；氧化铁、氧化铝均与硫酸反应，所以所得到的溶液I中的金属阳离子有Al3+、Fe3+；
（3）双氧水具有氧化性，亚铁离子具有还原性，二者反应生成铁离子，可以提高溶液中铁离子的物质的量，有利于制备硫酸铁，反应的离子方程式为H2O2 + 2Fe2+ +2H+＝2H2O + 2Fe3+；
（4）电镀时待镀金属作阴极，镀层金属作阳极，与电源的正极相连。如果在钢材镀铝，则装置图可表示为。
考点：考查物质制备工艺流程图分析、电解原理应用等

本题所属考点：【电解池原理】
本题难易程度：【困难】