Question

9．工業(yè)上用鋁土礦（主要成分為Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂）提取氧化鋁做冶煉鋁的原提取的操作過(guò)程如下：

（1）第一步在鋁土礦中加入鹽酸后的實(shí)驗(yàn)基本操作是過(guò)濾，若在固體B中加入氫氧化鈉溶液會(huì)（填”會(huì)”或”不會(huì)”）發(fā)生反應(yīng)，若會(huì)，則寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O．
（2）驗(yàn)證濾液A中是否含F(xiàn)e³⁺，可取少量濾液A并加入硫氰酸鉀（填試劑名稱(chēng)），現(xiàn)象是溶液顯血紅色．
（3）在整個(gè)操作過(guò)程中否（填“是”或“否”）有氧化還原反應(yīng)，寫(xiě)出在濾液D中通入過(guò)量的CO₂可能發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式HCO₃^-+OH^-═H₂O+CO₃^2-、AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃+HCO₃^-．
（4）將沉淀C與稀鹽酸反應(yīng)所得的物質(zhì)E制成飽和溶液，滴入沸水中可得到以C為分散質(zhì)的膠體．下列有關(guān)E溶液和該膠體的說(shuō)法正確的是（填序號(hào)）d．
a．都呈紅褐色                   b．都具有丁達(dá)爾效應(yīng)
c．分散質(zhì)粒子直徑相等           d．都能透過(guò)濾紙
（5）當(dāng)冶煉過(guò)程中有0.3mol 的電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí)，則參加反應(yīng)的氧化鋁質(zhì)量為多少？

Answer 1

分析 鋁土礦（主要成分為Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂）加入過(guò)量鹽酸過(guò)濾得到氯化鋁、氯化鐵溶液，二氧化硅固體，濾液中加入過(guò)量的氫氧化鈉，氯化鋁反應(yīng)生成偏鋁酸鈉溶液，氯化鐵反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀，偏鋁酸鈉溶液通入二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉溶液．
（1）分離固液用過(guò)濾；二氧化硅為酸性氧化物，能夠與氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉和水；
（2）三價(jià)鐵離子遇到硫氰酸根離子顯血紅色；
（3）依據(jù)反應(yīng)中是否有化合價(jià)變化判斷是否是氧化還原反應(yīng)；偏鋁酸鈉與足量二氧化碳生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉，與少量二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和氫氧化鋁；
（4）依據(jù)氫氧化鐵膠體的性質(zhì)解答；
（5）依據(jù)電解氧化鋁生成鋁的方程式結(jié)合轉(zhuǎn)移電子數(shù)計(jì)算參加反應(yīng)氧化鋁的質(zhì)量．

解答 解：鋁土礦（主要成分為Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂）加入過(guò)量鹽酸過(guò)濾得到氯化鋁、氯化鐵溶液，二氧化硅固體，濾液中加入過(guò)量的氫氧化鈉，氯化鋁反應(yīng)生成偏鋁酸鈉溶液，氯化鐵反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀，偏鋁酸鈉溶液通入二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉溶液；
（1）第一步在鋁土礦中加入鹽酸后得到氯化鋁、氯化鐵溶液和二氧化硅固體，分離二者用過(guò)濾方法；二氧化硅為酸性氧化物，能夠與氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉和水，離子方程式：SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O，
故答案為：過(guò)濾；會(huì)；SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；
（2）三價(jià)鐵離子遇到硫氰酸根離子顯血紅色，可以用硫氰酸鉀溶液檢驗(yàn)三價(jià)鐵離子的存在；
故答案為：硫氰酸鉀溶液；溶液顯血紅色；
（3）鋁土礦（主要成分為Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂）加入過(guò)量鹽酸過(guò)濾得到氯化鋁、氯化鐵溶液，二氧化硅固體，濾液中加入過(guò)量的氫氧化鈉，氯化鋁反應(yīng)生成偏鋁酸鈉溶液，氯化鐵反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀，偏鋁酸鈉溶液通入二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉溶液，該過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)均為復(fù)分解反應(yīng)，反應(yīng)中沒(méi)有化合價(jià)的變化，不屬于氧化還原反應(yīng)；偏鋁酸鈉溶液、氫氧化鈉混合溶液通入過(guò)量的二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，碳酸氫鈉與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水；偏鋁酸鈉溶液、氫氧化鈉混合溶液通入過(guò)量的二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，碳酸氫鈉與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，離子方程式：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃+HCO₃^-；HCO₃^-+OH^-═H₂O+CO₃^2-；
故答案為：否；AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃+HCO₃^-；HCO₃^-+OH^-═H₂O+CO₃^2-；
（4）將沉淀氫氧化鐵與稀鹽酸反應(yīng)所得的物質(zhì)氯化鐵制成飽和溶液，滴入沸水中可得到以氫氧化鐵為分散質(zhì)的膠體，
a．氯化鐵為黃色，故a錯(cuò)誤；
b．膠體具有丁達(dá)爾效應(yīng)，溶液不具有，故b錯(cuò)誤；
c．溶液分散質(zhì)粒度小于1nm，膠體介于1-100nm，故C錯(cuò)誤；
d．溶液、膠體分散質(zhì)粒度都小于濾紙孔徑，都能夠透過(guò)濾紙，故d正確；
故選：d；
（5）電解熔融氧化鋁的方法制取金屬鋁，發(fā)生2Al₂O₃$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，
2molAl₂O₃～～4molAl～～12mol電子
   2                   12
   n                   0.3mol
解得：n=0.05mol  
氧化鋁的質(zhì)量=0.05mol×102g/mol=5.1g；
答：參加反應(yīng)的氧化鋁質(zhì)量為5.1g．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了鋁的制備工藝流程，涉及離子方程式的書(shū)寫(xiě)、物質(zhì)的分離、氧化還原反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算、離子的檢驗(yàn)、膠體的性質(zhì)等，題目綜合性強(qiáng)，難度較大．