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）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，寫出有關的化學方程式

 

；
（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：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：鋁土礦（主要成分是Al₂O₃，此外還含有少量SiO₂、Fe₂O₃等雜質）加入氫氧化鈉溶液后，Al₂O₃、SiO₂分別與NaOH溶液反應生成可溶性的偏鋁酸鈉和硅酸鈉，F(xiàn)e₂O₃等雜質難溶，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，
（1）鋁土礦中的成分Al₂O₃、SiO₂分別與NaOH溶液反應生成偏鋁酸鈉和硅酸鈉；
（2）Fe₂O₃不與NaOH溶液反應，過濾后成為濾渣；
（3）通入足量的二氧化碳酸化濾液，使NaAlO₂轉化成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）加入氫氧化鈉溶液后，Al₂O₃、SiO₂分別與NaOH溶液反應生成可溶性的偏鋁酸鈉和硅酸鈉，F(xiàn)e₂O₃等雜質難溶，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，
（1）鋁土礦中的成分Al₂O₃與NaOH溶液反應生成偏鋁酸鈉，反應方程式為Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O，SiO₂與NaOH溶液反應生成硅酸鈉，反應方程式為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，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轉化成Al（OH）₃沉淀，反應方程式為CO₂+NaAlO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+NaHCO₃，故答案為：使NaAlO₂轉化成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、常用化學用語的書寫、物質的分離提純等，難度中等，清楚工藝流程原理是解題的關鍵，是對知識遷移的綜合運用．