Question

鋁土礦的主要成分是Al₂O₃，還含有Fe₂O₃、SiO₂等雜質．
Ⅰ．從鋁土礦中提取氧化鋁的流程如圖所示：

（1）試劑A是

 

；試劑B是氨水，則溶液b與試劑B反應的離子方程式為

 

．
（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，該方案的缺點是

 

．
Ⅱ．電解熔融的氧化鋁可制備金屬鋁
（3）寫出電解的化學方程式

 

．每生產0.324噸鋁，理論上轉移電子的物質的量為

 

mol．
Ⅲ．新型陶瓷氮化鋁可用以下兩種方法制備
（4）氧化鋁高溫還原法（配平）：

 

Al₂O₃+

 

C+

 

 N₂ 

高溫  .

 

 AlN+

 

 CO．

Answer 1

考點："三廢"處理與環(huán)境保護,物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題,元素及其化合物

分析：Ⅰ．（1）SiO₂和鹽酸不反應，Fe₂O₃和氫氧化鈉不反應而氧化鋁能，該工藝流程原理為：鋁土礦加入試劑A氫氧化鈉，得到濾液a中含有偏鋁酸根離子、硅酸根離子，沉淀a為氧化鐵，a溶液加入過量為酸溶液，除去硅酸根離子，將偏鋁酸根離子轉化為鋁離子，進入濾液b中，加過量氨水生成氫氧化鋁沉淀，加熱分解得氧化鋁；
（2）濾液a中含有偏鋁酸根離子、硅酸根離子，制氧化鋁的過程中可能會混有二氧化硅雜質；
Ⅱ．（3）電解熔融的氧化鋁可制備金屬鋁，陽極生成氧氣，陰極生成鋁，產物為鋁和氧氣；
Ⅲ．（4）根據化合價的升降總數相等配平方程式；

解答： 解：Ⅰ．（1）鋁土礦與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉，加入鹽酸或硝酸等酸性溶液可除去硅酸根離子，試劑B是氨水，濾液b中含有鋁離子，氨水與鋁離子反應生成氫氧化鋁沉淀，反應的離子方程式為Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案為：鹽酸（硫酸或硝酸）；Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（2）濾液a中含有偏鋁酸根離子、硅酸根離子，向溶液a中通入過量的CO₂，沉淀為Al（OH）₃及少量硅酸，煅燒得到與和二氧化硅，則Al₂O₃中含有SiO₂雜質，
故答案為：Al₂O₃中含有SiO₂雜質；
Ⅱ．（3）電解熔融的氧化鋁可制備金屬鋁，陽極生成氧氣，陰極生成鋁，總反應為2Al₂O₃

冰晶石  .

電解

4Al+3O₂↑，n（Al）=

0.324×106g

27g/mol

=1.2×10⁴mol，則轉移電子3.6×10⁴mol，
故答案為：2Al₂O₃

冰晶石  .

電解

4Al+3O₂↑；3.6×10⁴；
Ⅲ．（4）碳從0價→+2價，氮從0價→-3價，最小公倍數為6，由化合價的升降總數相等可知反應的方程式為Al₂O₃+3C+N₂═2AlN+3CO，
故答案為：1；3；1；2；3；

點評：本題以氧化鋁提取工藝流程為載體，考查無機物推斷、元素化合物性質及相互轉化、氧化還原、離子方程式等知識點，注意把握制備原理，把握物質的性質以及相關反應方程式的書寫，題目難度中等．