Question

16．某同學設計用鋁土礦（主要成分是Al₂O₃•xH₂O、Fe₂O₃、SiO₂ 等）提純Al₂O₃做冶煉鋁的原料．提取時操作過程表示如下：

（1）寫出下列反應的離子方程式：
①在濾液A中加過量NaOH：Al³⁺+4OH^-═[Al（OH）₄]^-、Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓；
②在濾液B中通入適量CO₂：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
（2）Al₂O₃熔點（2045℃）很高，工業(yè)上用冰晶石作熔劑，電解熔融的Al₂O₃，其化學方程式是2Al₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;電解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑．

Answer 1

分析 鋁土礦的主要成分是Al₂O₃•xH₂O、Fe₂O₃、SiO₂ 等，由流程可知，先加過量鹽酸，SiO₂和鹽酸不反應，濾液中含鐵離子、鋁離子，再加氫氧化鈉溶液，沉淀為氫氧化鐵，濾液B為偏鋁酸鈉，向偏鋁酸鈉中通入過量的二氧化碳可以生成氫氧化鋁沉淀，沉淀氫氧化鋁加熱生成氧化鋁，以此來解答．

解答 解：鋁土礦的主要成分是Al₂O₃•xH₂O、Fe₂O₃、SiO₂ 等，由流程可知，先加過量鹽酸，SiO₂和鹽酸不反應，濾液中含鐵離子、鋁離子，再加氫氧化鈉溶液，沉淀為氫氧化鐵，濾液B為偏鋁酸鈉，向偏鋁酸鈉中通入過量的二氧化碳可以生成氫氧化鋁沉淀，沉淀氫氧化鋁加熱生成氧化鋁，
（1）氧化鋁與鹽酸反應生成氯化鋁和水，反應方程式為Al₂O₃+6HCl═2AlCl₃+3H₂O，
氧化鐵與鹽酸反應生成氯化鐵與水，反應方程式為 Fe₂O₃+6HCl═2Fe₂Cl₃+3H₂O．
氯化鋁與氫氧化鈉反應生成四羥基合鋁酸鈉與氯化鈉，反應方程式為AlCl₃+4NaOH═Na〔Al（OH）₄〕+3NaCl，
氯化鐵與氫氧化鈉反應生成氫氧化鐵和氯化鈉，反應方程式為FeCl₃+3NaOH═Fe（OH）₃↓+3NaCl．
①在濾液A中加過量NaOH的離子反應為Al³⁺+4OH^-═[Al（OH）₄]^-、Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓，
故答案為：Al³⁺+4OH^-═[Al（OH）₄]^-、Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓；
②在濾液B中通入適量CO₂的離子反應為AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（2）電解熔融的Al₂O₃的化學方程式是2Al₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;電解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑，故答案為：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;電解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑．

點評 本題考查混合物分離提純，側重于學生的分析能力的考查，為高考常見題型，注意把握流程中的反應為解答該類題目的關鍵，注意元素化合物知識的綜合應用，題目難度不大．