Question

15．我國(guó)是鋁生產(chǎn)大國(guó)，鋁生產(chǎn)是以鋁土礦為原料，經(jīng)過純制和電解過程生產(chǎn)而成，以下是生產(chǎn)鋁的主要工藝流程及工藝介紹．

純制工藝：就是先將鋁土礦（主要成分是Al₂O₃，含有Fe₂O₃、MgCO₃等雜質(zhì)）分別用稀鹽酸和氫氧化鈉溶液溶解，去除雜質(zhì)和獲得偏鋁酸鈉溶液，然后向偏鋁酸鈉溶液中通入過量的CO₂以便得到高純度的Al（OH）₃．
電解工藝：通電分解由Al（OH）₃加熱分解而成的Al₂O₃．根據(jù)以上圖解和介紹，請(qǐng)回答下列相關(guān)問題：
（1）生產(chǎn)流程中的操作Ⅰ、Ⅱ名稱是過濾．
（2）鋁土礦中加入過量稀鹽酸會(huì)發(fā)生多個(gè)反應(yīng)，其中的一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式是Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂O．
（3）濾液甲、濾液乙分別于NaOH和CO₂反應(yīng)的化學(xué)方程式是：4NaOH+AlCl₃═X（偏鋁酸鈉）+3NaCl+2H₂O、2X+CO₂+3H₂O═2Al（OH）₃↓+Na₂CO₃這兩個(gè)化學(xué)方程式中X的化學(xué)式為NaAlO₂．
（4）最終制得鋁的化學(xué)方程式是2Al₂O₃$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Al+3O₂↑．
（5）為節(jié)約成本減少浪費(fèi)整個(gè)生產(chǎn)流程中可進(jìn)行循環(huán)使用的主要物質(zhì)是NaOH、Na₂CO₃、Ca（OH）₂．

Answer 1

分析 （1）了解不溶物的分離方法．
（2）根據(jù)鋁土礦（主要成分是Al₂O₃，含有Fe₂O₃、MgCO₃等雜質(zhì)），加入過量稀鹽酸會(huì)發(fā)生多個(gè)反應(yīng)，任意書寫其中的一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式．
（3）根據(jù)化學(xué)方程式和質(zhì)量守恒定律，推測(cè)化學(xué)方程式中X的化學(xué)式．
（4）根據(jù)圖可知，氧化鋁點(diǎn)解最終制得鋁，根據(jù)反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件，書寫化學(xué)方程式．
（5）根據(jù)整個(gè)生產(chǎn)流程，推測(cè)可進(jìn)行循環(huán)使用的主要物質(zhì)．

解答 解：
（1）根據(jù)以上圖解和介紹，則生產(chǎn)流程中的操作II名稱是過濾．
（2）根據(jù)鋁土礦（主要成分是Al₂O₃，含有Fe₂O₃、MgCO₃等雜質(zhì)），加入過量稀鹽酸會(huì)發(fā)生多個(gè)反應(yīng)，任意書寫其中的一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式，為 Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂O．
（3）根據(jù)“濾液甲、濾液乙分別于NaOH和CO₂反應(yīng)的化學(xué)方程式是：4NaOH+AlCl₃=X（偏鋁酸鈉）+3NaCl+2H₂O、2X+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+Na₂CO₃”和化學(xué)方程式，則這兩個(gè)化學(xué)方程式中X的化學(xué)式為 NaAlO₂．
（4）根據(jù)圖可知，最終制得鋁的化學(xué)方程式是 2Al₂O₃$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Al+3O₂↑．
（5）為節(jié)約成本減少浪費(fèi)整個(gè)生產(chǎn)流程中可進(jìn)行循環(huán)使用的主要物質(zhì)是NaOH、Na₂CO₃、Ca（OH）₂
故答案為：
（1）過濾；
（2）Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂O．
（3）NaAlO₂．
（4）2Al₂O₃$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Al+3O₂↑．
（5）NaOH、Na₂CO₃、Ca（OH）₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了鋁土礦工業(yè)提純氧化鋁的流程分析和反應(yīng)判斷，掌握氧化鋁、氫氧化鋁性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．