Question

【題目】鋁土礦的主要成分是Al2O3，還含有Fe2O3、SiO2等雜質．從鋁土礦中提取氧化鋁的流程如圖所示：

（1）操作1的名稱是______，所需要的主要玻璃儀器有：______．

（2）試劑A是______；（用化學式回答）．

（3）溶液b與試劑B反應的離子方程式為______________________．

（4）請寫出鋁土礦加入足量NaOH溶液所發生的有關反應化學方程式：______________，

（5）某同學認為可以向溶液a中通入的是過量的CO2，然后直接將得到的濾渣b煅燒后也可得到Al2O3，而且可以簡化上述提取氧化鋁的流程．你認為該同學的看法合理嗎？______（填“合理”或“不合理”）理由是：______．（若認為合理該問題可以不回答）

（6）電解熔融的氧化鋁可制備金屬鋁：2Al2O34Al+3O2↑．若在標準狀況下生成2.24L的氧氣，則該反應轉移的電子數為______．

Answer 1

【答案】過濾 玻璃棒、燒杯、漏斗 HCl(或HNO3) H++NH3H2O=NH4++H2O 、Al3++3NH3·H2O =Al(OH)3↓+3NH4+ Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O、SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O 不合理 Al2O3中含有SiO2雜質 0.4NA

【解析】

SiO2和氧化鋁都能與氫氧化鈉反應而溶解，因此鋁土礦中加入氫氧化鈉，得到濾液a中含有偏鋁酸根離子、硅酸根離子，沉淀a為氧化鐵，a溶液加入過量A溶液，除去硅酸根離子，A為酸溶液，將偏鋁酸根離子轉化為鋁離子，進入溶液b中，加過量B生成氫氧化鋁沉淀，B為氨水，氫氧化鋁加熱分解得氧化鋁，據此分析解答。

(1)操作1為分離不溶物和溶液的操作，為過濾，過濾所用儀器為：鐵架臺、漏斗、玻璃棒、燒杯，故答案為：過濾；玻璃棒、漏斗、燒杯；

沉淀a為氧化鐵，故采用過濾的方法分離，故答案為：過濾；玻璃棒、漏斗、燒杯；

(2)鋁土礦加入氫氧化鈉，得到濾液a中含有偏鋁酸根離子、硅酸根離子，加入過量A溶液，除去硅酸根離子，則A為鹽酸或硝酸等酸性溶液，故答案為：HCl；

(3)濾液b中含有鋁離子、過量的鹽酸，要使鋁離子沉淀，需加入過量氨水，氨水和鹽酸反應生成氯化銨，氨水和氯化鋁反應生成氯化銨和氫氧化鋁沉淀，反應的方程式為HCl+NH3H2O=NH4Cl+H2O，AlCl3+3NH3H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl，離子方程式為：H++NH3H2O=NH4++H2O、Al3++3NH3·H2O =Al(OH)3↓+3NH4+，故答案為：H++NH3H2O=NH4++H2O、Al3++3NH3·H2O =Al(OH)3↓+3NH4+；

(4)鋁土礦的主要成分是Al2O3，還含有Fe2O3、SiO2等雜質，其中氧化鋁、二氧化硅和氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和硅酸鈉，反應的方程式為：Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O、SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O，故答案為：Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O、SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O；

(5)濾液a中含有偏鋁酸根離子、硅酸根離子，若向溶液a中通入過量的CO2，生成氫氧化鋁沉淀和硅酸沉淀，然后直接將得到的濾渣b煅燒后得到的固體中含有氧化鋁和二氧化硅，則Al2O3中含有SiO2雜質，故答案為：不合理；Al2O3中含有SiO2雜質；

(6)標準狀況下，2.24L氧氣的物質的量為=0.1mol，電解熔融的氧化鋁可制備金屬鋁，陽極生成氧氣，陰極生成鋁，陽極反應為2O2--4e-=O2↑，轉移0.4mol電子，即轉移電子0.4NA，故答案為：0.4NA。