Question

某課外小組研究鋁土礦中Al₂O₃的含量．查閱資料得知，鋁土礦的主要成分是Al₂O₃，雜質是Fe₂O₃、SiO₂等．從鋁土礦中提取Al₂O₃的過程如下：
（1）固體B的主要用途有（寫出1條即可）：

煉鐵原料、用作涂料、油漆等

．
（2）第①步，向鋁土礦中加入足量燒堿溶液后，發(fā)生反應的離子方程式是：

Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O

；

SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O

；
第③步中，生成氫氧化鋁的化學方程式是：

AlCl₃+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄Cl

．
（3）將實驗過程中所得固體精確稱量，課外小組發(fā)現(xiàn)所得氫氧化鋁固體的質量與原鋁土礦質量相等，則該鋁土礦中Al₂O₃的質量分數(shù)是：

65.4%

．（保留一位小數(shù)）
（4）工業(yè)上制取AlCl₃用Al₂O₃與C、Cl₂在高溫條件下反應，每消耗0.5mol 碳單質，轉移1mol電子，反應的化學方程式是

Al₂O₃+3Cl₂+3C

高溫  .

2AlCl₃+3CO

．

Answer 1

分析：（1）氧化鐵為紅色，簡稱鐵紅，可用作涂料、油漆等；
（2）向鋁土礦中加入足量燒堿溶液后，氧化鋁是兩性氧化物，既溶液強酸又溶于強堿．只Fe₂O₃溶于強酸，不溶于堿，SiO₂只溶于強堿，不溶于酸，則在①得到濾液中含有偏鋁酸根離子、硅酸根離子，濾渣為氧化鐵．②為鹽酸，除去硅酸根離子，將偏鋁酸根離子轉化為鋁離子，進入②得到濾液．試劑③為氨水，將鋁離子轉化為氫氧化鋁沉淀．加熱分解得氧化鋁；
（3）所得氫氧化鋁固體的質量與原鋁土礦質量相等，這說明鋁土礦中Al₂O₃的質量分數(shù)和氫氧化鋁中氧化鋁的質量分數(shù)是相同；
（4）Cl₂有強氧化性，將C氧化為CO，自身被還原為C1^-，根據得失電子守恒解答；

解答：解：（1）向鋁土礦中加入足量燒堿溶液后，則在①得到濾液中含有偏鋁酸根離子、硅酸根離子，濾渣為氧化鐵，氧化鐵可作為煉鐵的原料，氧化鐵為紅色，可用作涂料、油漆等，
故答案為：煉鐵原料、用作涂料、油漆等；
（2）根據框圖流程，向鋁土礦中加入足量燒堿溶液后，氧化鋁是兩性氧化物，既溶液強酸又溶于強堿．只Fe₂O₃溶于強酸，不溶于堿，SiO₂只溶于強堿，不溶于酸，則在①得到濾液中含有偏鋁酸根離子、硅酸根離子，濾渣為氧化鐵氧化鐵和氫氧化鈉溶液不反應，
則向鋁土礦中加入足量燒堿溶液后，發(fā)生反應的離子方程式是Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O、SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O，
固體B是氧化鐵，A中含有偏鋁酸鈉和硅酸鈉以及過量的氫氧化鈉，則加入過量的鹽酸后生成硅酸沉淀和氯化鋁，發(fā)生反應的離子方程式是SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O，
即固體C是硅酸，D中含有氯化鋁和鹽酸，因此反應③中生成氫氧化鋁的試劑是氨氣或氨水，則生成氫氧化鋁的方程式是AlCl₃+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄Cl，
故答案為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；AlCl₃+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄Cl；
（3）將實驗過程中所得固體精確稱量，課外小組發(fā)現(xiàn)所得氫氧化鋁固體的質量與原鋁土礦質量相等，說明所得氫氧化鋁固體的質量與原鋁土礦質量相等，即鋁土礦中Al₂O₃的質量分數(shù)和氫氧化鋁中氧化鋁的質量分數(shù)是相同的．又因為氧化鋁可以寫成Al₂O₃?3H₂O的形式，所以質量分數(shù)是

102

102+54

×100%=65.4%，
故答案為：65.4%；
（4）Cl₂有強氧化性，碳具有還原性，每消耗0.5 mol 碳單質，轉移1mol電子，這說明反應中碳失去2個電子，即氧化產物是CO，所以反應的化學方程式是Al₂O₃+3Cl₂+3C

高溫  .

2AlCl₃+3CO，
故答案為：Al₂O₃+3Cl₂+3C

高溫  .

2AlCl₃+3CO；

點評：本題以框圖題形式考查鋁的化合物的性質，清楚提取的操作過程原理，能熟練對知識遷移進行綜合運用是解答的關鍵，題目難度中等．