Question

某探究小組在實驗室中用鋁土礦（主要成分為Al₂O₃，還含有Fe₂O₃、SiO₂）提取氧化鋁，流程如下，回答下列問題：

（1）畫出Al的原子結(jié)構(gòu)示意圖

 

．
（2）寫出反應(yīng)①中的化學(xué)方程式：

 

，

 

．
（3）寫出反應(yīng)②中的離子方程式：

 

，

 

．
（4）寫出濾液B中溶質(zhì)的化學(xué)式

 

．
（5）甲同學(xué)在實驗室中用如左下圖裝置制備CO₂氣體，并通入濾液B中制備Al（OH）₃時，結(jié)果沒有產(chǎn)生預(yù)期現(xiàn)象．乙同學(xué)分析認(rèn)為：甲同學(xué)通入的CO₂中含有HCl氣體，是導(dǎo)致實驗失敗的原因．乙同學(xué)認(rèn)為在實驗裝置Ⅰ和裝置Ⅱ之間增加右下圖裝置可解決這個問題．請在右下圖裝置的橫線上注明試劑名稱．

（6）工業(yè)上通常以鋁土礦提取得到的Al₂O₃為原料制備無水氯化鋁：2Al₂O₃+6Cl₂+3C

△   .

4AlCl₃+3CO₂
該反應(yīng)中的還原劑是

 

，若制得22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）CO₂氣體時，則有

 

mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移．

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,制備實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）根據(jù)原子結(jié)構(gòu)示意圖的畫法來解答；
（2）氧化鋁是兩性氧化物，既溶液強(qiáng)酸又溶于強(qiáng)堿．只Fe₂O₃溶于強(qiáng)酸，不溶于堿，SiO₂只溶于強(qiáng)堿，不溶于酸．①為鹽酸，則在①得到濾液中含有鋁離子、鐵離子，濾渣為二氧化硅；
（3）②為過量的氫氧化鈉溶液，除去鐵離子，將鋁離子轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根
（4）②為氫氧化鈉溶液，除去鐵離子，將鋁離子轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根，進(jìn)入②得到濾液；
（5）在實驗裝置Ⅰ和裝置Ⅱ之間增加除去CO₂中含有HCl氣體的裝置，根據(jù)NaHCO₃溶液能與HCl氣體反應(yīng)，而不與二氧化碳反應(yīng)分析；
（6）Cl₂有強(qiáng)氧化性，還原劑是有元素化合價降低的物質(zhì)，根據(jù)碳元素化合價變化計算轉(zhuǎn)移電子數(shù)目．

解答： 解：（1）Al元素是第13號元素，核內(nèi)由13個質(zhì)子，核外有13個電子，Al元素的原子的最外層電子數(shù)是3，可以作出Al元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖，
故答案為：；
（2）①為鹽酸，則在①得到濾液中含有鋁離子、鐵離子，濾渣為二氧化硅．①氧化鋁與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和水，反應(yīng)方程式為Al₂O₃+6HCl═2AlCl₃+3H₂O，氧化鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵與水，反應(yīng)方程式為 Fe₂O₃+6HCl═2Fe₂Cl₃+3H₂O．
故答案為：Al₂O₃+6HCl═2AlCl₃+3H₂O；Fe₂O₃+6HCl═2Fe₂Cl₃+3H₂O；
（3）②為過量的氫氧化鈉溶液，除去鐵離子，將鋁離子轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根，反應(yīng)的離子方程式為：Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，F(xiàn)e³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓；
故答案為：Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓；
（4）①為鹽酸，則在①得到濾液中含有鋁離子、鐵離子，濾渣為二氧化硅，②為過量的氫氧化鈉溶液，除去鐵離子，將鋁離子轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根，進(jìn)入②得到濾液，所以濾液B中溶質(zhì)的化學(xué)式為：NaAlO₂、NaCl、NaOH，
故答案為：NaAlO₂、NaCl、NaOH；
（5）在實驗裝置Ⅰ和裝置Ⅱ之間增加除去CO₂中含有HCl氣體的裝置，NaHCO₃溶液能與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，在除去氯化氫的同時增加了二氧化碳的量，故答案為：飽和碳酸氫鈉溶液；
（6）2Al₂O₃+6Cl₂+3C

△   .

4AlCl₃+3CO₂↑反應(yīng)中氯元素化合價由0價降低為-1價，氯氣是氧化劑，碳從0價變?yōu)?4價，是還原劑，若制得22.4L（標(biāo)況下）CO₂氣體時，即1mol二氧化碳，轉(zhuǎn)移電子為1mol×4=4mol，故答案為：C；4．

點評：本題考查用鋁土礦提取氧化鋁，理解工藝流程是解題的關(guān)鍵，平時注意分析問題、解決問題的能力的培養(yǎng)，題目難度中等．