Question

根據(jù)鋁土礦（主要成分是Al₂O₃，此外還含有少量SiO₂、Fe₂O₃等雜質(zhì)）生產(chǎn)鋁的流程圖回答下列問題：

（1）用NaOH溶液溶解鋁土礦中

 

物質(zhì)，寫出有關(guān)的化學(xué)方程式

 

；
（2）NaOH溶解鋁土礦后，濾液中的主要成分是

 

，殘渣是

 

；
（3）把濾液酸化的目的是

 

，寫出反應(yīng)的主要方程式

 

；
（4）為什么工藝流程中不是用鹽酸來酸化，而是通足量的CO₂酸化

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題

分析：鋁土礦（主要成分是Al₂O₃，此外還含有少量SiO₂、Fe₂O₃等雜質(zhì)）加入氫氧化鈉溶液后，Al₂O₃、SiO₂分別與NaOH溶液反應(yīng)生成可溶性的偏鋁酸鈉和硅酸鈉，F(xiàn)e₂O₃等雜質(zhì)難溶，過濾后，形成殘渣，濾液中的偏鋁酸鈉和硅酸鈉與足量的二氧化碳反應(yīng)生成難溶性的氫氧化鋁沉淀，灼燒分解生成氧化鋁，經(jīng)過電解生成鋁單質(zhì)，
（1）鋁土礦中的成分Al₂O₃、SiO₂分別與NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和硅酸鈉；
（2）Fe₂O₃不與NaOH溶液反應(yīng)，過濾后成為濾渣；
（3）通入足量的二氧化碳酸化濾液，使NaAlO₂轉(zhuǎn)化成Al（OH）₃沉淀回收生產(chǎn)鋁；
（4）氫氧化鋁能夠溶解于鹽酸．

解答： 解：鋁土礦（主要成分是Al₂O₃，此外還含有少量SiO₂、Fe₂O₃等雜質(zhì)）加入氫氧化鈉溶液后，Al₂O₃、SiO₂分別與NaOH溶液反應(yīng)生成可溶性的偏鋁酸鈉和硅酸鈉，F(xiàn)e₂O₃等雜質(zhì)難溶，過濾后，形成殘渣，濾液中的偏鋁酸鈉和硅酸鈉與足量的二氧化碳反應(yīng)生成難溶性的氫氧化鋁沉淀，灼燒分解生成氧化鋁，經(jīng)過電解生成鋁單質(zhì)，
（1）鋁土礦中的成分Al₂O₃與NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，反應(yīng)方程式為Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O，SiO₂與NaOH溶液反應(yīng)生成硅酸鈉，反應(yīng)方程式為SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O，故答案為：Al₂O₃、SiO₂；Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O、SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O；
（2）鋁土礦中的成分Al₂O₃、SiO₂分別與NaOH溶液反應(yīng)生成可溶性的NaAlO₂和Na₂SiO₃，由于SiO₂量較少，濾液中的主要成分是NaAlO₂，F(xiàn)e₂O₃不與NaOH溶液反應(yīng)，過濾后成為濾渣，故答案為：NaAlO₂；Fe₂O₃；
（3）通入足量的二氧化碳酸化濾液，使NaAlO₂轉(zhuǎn)化成Al（OH）₃沉淀，反應(yīng)方程式為CO₂+NaAlO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+NaHCO₃，故答案為：使NaAlO₂轉(zhuǎn)化成Al（OH）₃沉淀；CO₂+NaAlO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+NaHCO₃；
（4）氫氧化鋁能夠與過量的鹽酸反應(yīng)而溶解，無法控制加入鹽酸的量，故答案為：生成氫氧化鋁能夠溶于鹽酸．

點評：本題以框圖題形式考查鋁、硅、鐵的化合物的性質(zhì)、常用化學(xué)用語的書寫、物質(zhì)的分離提純等，難度中等，清楚工藝流程原理是解題的關(guān)鍵，是對知識遷移的綜合運用．