Question

【題目】從鋁土礦(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質)中提取Al2O3兩種工藝的流程如下：

請回答下列問題：

(1)流程乙加入燒堿后和SiO2反應的離子方程式為________________________________。

(2)流程甲濾液D中通入過量CO2的化學方程式為_______________________________。

(3)驗證濾液B中是否含有Fe3+的方法：_____________________________。

(4)寫出濾液E中溶質的一種用途_________________________________。

(5)由物質G制取鋁的化學方程式為__________________________。

(6)氧化鋁與焦炭的混合物在氮氣中高溫加熱反應，制得新型非金屬材料AlN與一種中學常見氣體X。已知每轉移3mole-，有1.5mol化合物X生成，此反應的化學方程式________。

Answer 1

【答案】 SiO2+2OH-=SiO32-+H2O NaA1O2+CO2+2H2O=A1(OH)3↓+NaHCO3 取少量濾液B于試管中，向其中加入硫氰化鉀溶液，溶液變紅色，說明濾液中含Fe3+，溶液不變紅色，說明濾液中不含Fe3+ 制純堿或做發酵粉等 2Al2O34Al+3O2↑ Al2O3+N2+3C2AlN+3CO

【解析】由工藝流程甲可知，鋁土礦與鹽酸反應得固體A、濾液B，則固體A為SiO2，濾液B含有氯化鋁、氯化鐵、氯化鎂等，濾液中加入過量的NaOH，可推知沉淀C為氫氧化鐵、氫氧化鎂，濾液D含有偏鋁酸鈉、氯化鈉、NaOH，所以向濾液D中通入過量二氧化碳，生成氫氧化鋁沉淀與碳酸氫鈉，沉淀F為A1(OH)3；根據工藝流程乙可知，鋁土礦中的Al2O3、SiO2能和氫氧化鈉反應，可知固體X為Fe2O3、MgO等，濾液Y為硅酸鈉、偏鋁酸鈉，濾液中通入過量二氧化碳，沉淀Z為A1(OH)3、硅酸，濾液K中含有NaHCO3，以此來解答。

（1）根據以上分析可知流程乙加入燒堿后和SiO2反應的離子方程式為SiO2+2OH-=SiO32-+H2O。

（2）流程甲濾液D中通入過量CO2生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉，反應的化學方程式為NaA1O2+CO2+2H2O=A1(OH)3↓+NaHCO3。

（3）一般用KSCN溶液檢驗鐵離子，則驗證濾液B含Fe3+方法為取少量濾液B于試管中，向其中加入硫氰化鉀溶液，溶液變紅色，說明濾液中含Fe3+，溶液不變紅色，說明濾液中不含Fe3+；

（4）濾液E中含有NaCl、NaHCO3，碳酸氫鈉可制純堿或做發酵粉等。

（5）鋁是活潑的金屬，通過電解熔融的氧化鋁制得，氫氧化鋁受熱分解生成G是氧化鋁，則制備鋁的方程式為2Al2O34Al+3O2↑。

（6）氧化鋁與焦炭的混合物在氮氣中高溫加熱反應，制得新型非金屬材料AlN與一種中學常見氣體X，根據元素守恒可知X中應含有氧元素和碳元素，已知每轉移3mole-，有1.5mol化合物X生成，由電子轉移守恒可得在X中C的化合價為3mol÷1.5mol=2，所以X是CO，因此該反應的化學方程式為Al2O3+N2+3C2AlN+3CO。