Question

【題目】鋁是一種重要的金屬，在生產、生活中具有許多重要的用途，如圖是從鋁土礦中制備鋁的工藝流程：

已知：（1）鋁土礦的主要成分是Al2O3，此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質；

（2）溶液中的硅酸鈉與偏鋁酸鈉反應，能生成硅鋁酸鹽沉淀，化學反應方程式為2Na2SiO3+2NaAlO2+2H2O=Na2A12Si2O8↓+4NaOH。請回答下列問題：

（1）鋁土礦中Al2O3與氫氧化鈉溶液反應的離子方程式為_________________________________。

（2）在工藝流程中“酸化”時，加入的最佳物質B是________，理由是_______________________，寫出酸化過程發生反應的化學方程式：________________________________。

（3）工業上用Al2O3與C、Cl2在高溫條件下反應制取AlCl3，理論上每消耗6.0 g碳單質，轉移1 mol電子，則反應的化學方程式為__________________________________。

（4）某同學推測鋁與氧化鐵發生鋁熱反應得到的熔融物中還含有Fe2O3，設計了如下方案來驗證：取一塊該熔融物投入少量稀硫酸中，反應一段時間后，向反應后的混合液中滴加物質甲的溶液，觀察溶液顏色的變化，即可證明熔融物中是否含有Fe2O3。

則物質甲是_________(填化學式)，請判斷該同學設計的實驗方案的合理性_________(填“合理”或“不合理”）。原因是_______________________________________（若合理，則不用填寫）。

Answer 1

【答案】 Al2O3＋2OH－=2AlO2-＋H2O CO2 CO2過量時氫氧化鋁不會溶解，反應易控制，且原料廉價 CO2＋NaAlO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋NaHCO3 Al2O3＋3C＋3Cl22AlCl3＋3CO KSCN 不合理 Fe3＋能與Fe、Al反應生成Fe2＋，不能檢出Fe3＋

【解析】試題分析：（1）鋁土礦的主要成分是Al2O3，此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質；

（2）溶液中的硅酸鈉與偏鋁酸鈉反應，能生成硅鋁酸鹽沉淀，化學反應方程式為

2Na2SiO3+2NaAlO2+2H2O=Na2A12Si2O8↓+4NaOH。請回答下列問題：

（1）Al2O3與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉。

（2）氫氧化鋁能溶液強酸，不溶于弱酸。

（3）工業上用Al2O3與C、Cl2在高溫條件下反應制取AlCl3，理論上每消耗6.0 g碳單質，轉移1 mol電子，說明碳元素化合價升高為+2價，生成CO。

（4）檢驗Fe3＋用KSCN溶液，若溶液變為血紅色則含有Fe3＋；Fe3＋能與Fe、Al反應生成Fe2＋。

解析：（1）Al2O3與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉的離子方程式為Al2O3＋2OH－=2AlO2-＋H2O。

（2）酸化的目的是生成氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁能溶液強酸，不溶于弱酸，在工藝流程中“酸化”時加入CO2，CO2過量時氫氧化鋁不會溶解，反應易控制，且原料廉價酸化過程發生反應的化學方程式：CO2＋NaAlO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋NaHCO3。

（3）工業上用Al2O3與C、Cl2在高溫條件下反應制取AlCl3，理論上每消耗6.0 g碳單質，轉移1 mol電子，說明碳元素化合價升高為+2價，生成CO,反應的化學方程式為Al2O3＋3C＋3Cl22AlCl3＋3CO。

（4）檢驗Fe3＋用KSCN溶液，若溶液變為血紅色則含有Fe3＋；Fe3＋能與Fe、Al反應生成Fe2＋不能檢出Fe3＋。