Question

【題目】鋁土礦(主要成分為Al2O3，還含有SiO2、Fe2O3)是工業(yè)上制備金屬鋁的主要原料。工業(yè)上提取鋁的工藝流程如下：

(1)在操作Ⅰ之前先將鋁土礦研磨成粉末，目的是：___________________；

(2)沉淀A的化學(xué)式是__________；

(3)步驟③中通入過量CO2，產(chǎn)生沉淀C的離子方程式為_________________________；

(4)工業(yè)上用電解熔融Al2O3的方法制備金屬鋁，其反應(yīng)方程式為____________；

(5)在生活中，常利用Al與Fe2O3間的鋁熱反應(yīng)來進(jìn)行焊接鋼軌。除了Fe2O3，鋁粉還可以與很多金屬氧化物組成鋁熱劑，下列氧化物中不能與鋁粉組成鋁熱劑的是___________；

a. MgO b. V2O5 c. Fe3O4 d. MnO2

(6)我國首創(chuàng)以鋁—空氣—海水電池為能源的新型電池，用作海水標(biāo)志燈已研制成功。該電池以取之不盡的海水為電解質(zhì)溶液，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流。負(fù)極材料是鋁，正極材料可以用石墨。寫出正極電極反應(yīng)式___________。

Answer 1

【答案】增大固液接觸面積，加快反應(yīng)速率，增大原料的浸取率 SiO2 AlO2+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+ HCO3 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ a 2H2O +O2+4 e=4OH

【解析】

鋁土礦中加入過量試劑a，然后操作I得到沉淀A和濾液甲，則操作I為過濾，濾液甲中加入過量NaOH溶液操作II后得到沉淀B和濾液乙，操作II是過濾；Al2O3、SiO2能溶于強(qiáng)堿溶液而Fe2O3不溶于強(qiáng)堿溶液，SiO2不溶于稀鹽酸而Fe2O3、Al2O3能溶于稀鹽酸，根據(jù)圖知，濾液甲中含有鋁元素，則試劑a為稀鹽酸，沉淀A為SiO2，濾液甲中溶質(zhì)為氯化鋁和氯化鐵、HCl，沉淀B為Fe(OH)3，濾液乙中含有NaAlO2和NaOH、NaCl，向?yàn)V液乙中通入過濾二氧化碳得到濾液碳酸氫鈉溶液，沉淀C為Al(OH)3，加熱氫氧化鋁得到氧化鋁。

(1)在操作Ⅰ之前先將鋁土礦研磨成粉末，目的是增大固液接觸面積，加快反應(yīng)速率，增大原料的浸取率；

(2)通過以上分析知，沉淀A為SiO2，故答案為：SiO2；

(3)步驟③中通入過量CO2氣體生成的氫氧化鋁，離子方程式為：AlO2+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+ HCO3；

(4) 工業(yè)上用電解熔融Al2O3的方法制備金屬鋁，其反應(yīng)方程式為： 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑；

(5)鋁熱反應(yīng)是鋁粉把某些金屬氧化物當(dāng)中的金屬置換出來的反應(yīng)，該反應(yīng)將會(huì)放出大量的熱，其中鋁粉和金屬氧化物作為鋁熱劑，鎂條和氯酸鉀作為引燃劑，作為鋁熱劑的金屬氧化物有：氧化鐵、氧化亞鐵、四氧化三鐵、五氧化二釩、三氧化二鉻、二氧化錳等，題目要求選擇不能作鋁熱劑的，故選a；

(6)題干已經(jīng)指明，該電池的電極總反應(yīng)是Al與O2的反應(yīng)。反應(yīng)中Al失電子，應(yīng)為原電池的負(fù)極；O2得電子，應(yīng)為原電池的正極，正極電極反應(yīng)式為：2H2O +O2+4 e=4OH。