Question

4．工業(yè)上用鋁土礦（主要成分為氧化鋁，含少量氧化鐵）制取鋁的過程如圖所示：
（1）試劑1為NaOH（填化學式），①～④轉化過程中④ 消耗能量最多．
（2）沉淀B的化學式為Fe₂O₃．
（3）電解F，當轉移6mol電子時，可制得鋁54g．
（4）生產過程中，除物質E可以循環(huán)使用外，還可以循環(huán)使用的物質有CaO和CO₂ （填化學式）．
（5）寫出離子方程式：①Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O   ②CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
（6）寫出化學方程式：④2Al₂O₃$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑．

Answer 1

分析 鋁土礦（主要成分含氧化鋁、氧化鐵）加入氫氧化鈉，氧化鐵不和堿反應，氧化鋁可與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水；過濾后得到的沉淀B為氧化鐵，濾液A中含氫氧化鈉和偏鋁酸鈉；通入二氧化碳，二氧化碳和偏鋁酸鈉反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸鈉，二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉，過濾得到氫氧化鋁沉淀和碳酸鈉溶液；灼燒氫氧化鋁得到氧化鋁和水，電解氧化鋁得到鋁和氧氣；碳酸鈉溶液和氧化鈣反應生成碳酸鈣和氫氧化鈉，氫氧化鈉用來堿浸；灼燒碳酸鈣得到氧化鈣和二氧化碳，二氧化碳和氧化鈣循環(huán)使用，以此解答該題．

解答 解：鋁土礦（主要成分含氧化鋁、氧化鐵）加入氫氧化鈉，氧化鐵不和堿反應，氧化鋁可與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水；過濾后得到的沉淀B為氧化鐵，濾液A中含氫氧化鈉和偏鋁酸鈉；通入二氧化碳，二氧化碳和偏鋁酸鈉反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸鈉，二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉，過濾得到氫氧化鋁沉淀和碳酸鈉溶液；灼燒氫氧化鋁得到氧化鋁和水，電解氧化鋁得到鋁和氧氣；碳酸鈉溶液和氧化鈣反應生成碳酸鈣和氫氧化鈉，氫氧化鈉用來堿浸；灼燒碳酸鈣得到氧化鈣和二氧化碳，二氧化碳和氧化鈣循環(huán)使用，
（1）鋁土礦（主要成分含氧化鋁、氧化鐵）加入氫氧化鈉，氧化鐵不和堿反應，氧化鋁可與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水；電解氧化鋁需要破壞離子鍵，需要吸收大量的能量；
故答案為：NaOH；④；
（2）鋁土礦（主要成分含氧化鋁、氧化鐵）加入氫氧化鈉，氧化鐵不和堿反應，氧化鋁可與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水；過濾后得到的沉淀為氧化鐵，
故答案為：Fe₂O₃；
（3）電解氧化鋁的方程式為：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，設得到鋁的質量為x，
2Al₂O₃$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Al+3O₂↑  轉移電子
                     108g          12mol
                          x           6mol
解得x=54g；
故答案為：54；
（4）煅燒碳酸鈣得到CaO和CO₂，B生成沉淀需要二氧化碳、碳酸鈉轉化為碳酸鈣需要CaO，所以CaO和CO₂能循環(huán)利用，
故答案為：CaO和CO₂；
（5）①鋁土礦中含有氧化鋁，可與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水，反應的離子方程式為Al₂O₃+2OH^-═2AlO^-₂+H₂O，
偏鋁酸鈉溶液通入過量的二氧化碳反應生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉，離子方程式：CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
故答案為：Al₂O₃+2OH^-=2 AlO ₂ ^-+H₂O；CO ₂+AlO₂ ^-+2H₂O=Al（OH） ₃↓+HCO ₃ ^-；
（6）電解氧化鋁生成鋁和氧氣，反應的方程式為2Al₂O₃$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，故答案為：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑．

點評 本題考查物質分離和提純，側重考查學生分析及知識運用能力，明確物質性質及基本操作方法、反應原理即可解答，知道常見元素化合物知識及常見離子檢驗方法，題目難度不大．