Question

鋁土礦的主要成分是Al2O3，還含有Fe2O3、SiO2等雜質(zhì)。

Ⅰ．從鋁土礦中提取氧化鋁的流程如下圖所示：

（1）試劑A是 ；

（2）向溶液a中通入過量的CO2，將得到的不溶物煅燒后也可得到Al2O3，該方案的缺點(diǎn)是 。

Ⅱ．電解熔融的氧化鋁可制備金屬鋁

（3）寫出電解的化學(xué)方程式 。

Ⅲ．新型陶瓷氮化鋁可用以下兩種方法制備

（4）①氧化鋁高溫還原法： Al2O3 + C+ N2 AlN+ CO（配平）

②氯化鋁與氨氣高溫合成法：AlCl3+NH3AlN+3HCl

（5）方法②比方法①在生產(chǎn)上更具優(yōu)勢。下列說法中，正確的是 。

A．方法①中的 Al2O3、C、N2結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，反應(yīng)時(shí)破壞化學(xué)鍵需要消耗更多能量

B．方法①中的Al2O3和C容易殘留在氮化鋁中

C．兩種方法中氮化鋁均為還原產(chǎn)物

 

Answer 1

Ⅰ、（1）鹽酸（硫酸或硝酸）；（2分） （2）Al2O3中含有SiO2雜質(zhì)；（2分）

Ⅱ、（3）2Al2O3(熔融) 4Al + 3O2↑(3分)

Ⅲ、（4） 1 Al2O3 + 3 C + 1 N2 === 2 AlN + 3 CO （2分） （5） AB（2分）

【解析】

試題分析：氧化鋁、二氧化硅均能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和硅酸鈉，氧化鐵不反應(yīng)，則濾渣a是氧化鐵。要從偏鋁酸鈉和硅酸鈉的混合溶液中得到氫氧化鋁，則需要加入過量的鹽酸生成氯化鋁和硅酸沉淀，即濾渣b是硅酸，溶液b中含有氯化鋁，通入足量的氨氣即生成氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁分解得到氧化鋁，則

（1）由以上分析可知試劑A是鹽酸；

（2）若向溶液a中通入過量的CO2，則生成氫氧化鋁和硅酸沉淀，不溶物煅燒后得到的氧化鋁中將含有二氧化硅雜質(zhì)。

（3）電解熔融的氧化鋁生成鋁和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al2O3(熔融) 4Al + 3O2↑。

（4）根據(jù)方程式可知，在反應(yīng)中碳元素的化合價(jià)從0價(jià)升高到+2價(jià)，失去2個(gè)電子。氮元素的化合價(jià)從0價(jià)降低到－3價(jià)，得到3個(gè)電子，則根據(jù)電子得失守恒和原子守恒可知配平后的化學(xué)方程式為Al2O3 +3C + N2 ＝2AlN +3CO。

（5）方法①和方法②相比較，需要較多能量，且生成的固體易殘留在AlN中，反應(yīng)①AlN是還原產(chǎn)物，反應(yīng)②沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng)，故答案為：AB。

考點(diǎn)：考查從鋁土礦中制備氧化鋁的流程圖分析、鋁的冶煉、氧化還原反應(yīng)應(yīng)用等