Question

【題目】工業(yè)上冶煉鋁的原料是鋁土礦(主要成分是Al2O3，雜質(zhì)為Fe2O3、FeO、SiO2等),某研究小組設(shè)計(jì)的提純Al2O3的方案如下：

(1)加入過(guò)量鹽酸后過(guò)濾出的濾渣中含有____________________，加入過(guò)量的NaOH溶液，過(guò)濾后的濾液中含有的溶質(zhì)有_______________________(均填化學(xué)式)。

(2)加入過(guò)量NaOH溶液過(guò)濾后，若濾渣中Fe(OH)2也被氧化，則每消耗0.1mol氧氣有多少_____mol Fe(OH)2被氧化。

(3)寫(xiě)出通入過(guò)量CO2生成沉淀A時(shí)反應(yīng)的離子方程式為___________________，沉淀A加熱得到Al2O3的化學(xué)方程式為____________________。

(4)假設(shè)鋁土礦中含雜質(zhì)49%，則1噸鋁土礦理論上可生產(chǎn)多少__________mol鋁。

Answer 1

【答案】SiO2 NaOH NaAlO2 NaCl 0．4 AlO2-＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3- 2Al(OH)3 Al2O3+3H2O 10000

【解析】

鋁土礦的成分是Al2O3、Fe2O3、FeO、SiO2，其中Al2O3為兩性氧化物，Fe2O3、FeO為堿性氧化物，SiO2為酸性氧化物，加入鹽酸，發(fā)生Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O、Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O、FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2O，過(guò)濾，濾液中含有Al3＋、Fe3＋、Fe2＋、H＋、Cl－，加入過(guò)量的NaOH溶液，發(fā)生H＋＋OH－=H2O、Al3＋＋4OH－=AlO2－＋2H2O、Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓、Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓，過(guò)濾，濾液2中含有離子是Na＋、OH－、AlO2－、Cl－，通入過(guò)量CO2，發(fā)生OH－＋CO2=HCO3－、AlO2－＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3－，沉淀A為Al(OH)3，沉淀A受熱分解為氧化鋁和水，然后逐步分析；

（1）根據(jù)上述分析，加入過(guò)量的鹽酸后，濾出的濾渣為SiO2，加入過(guò)量的NaOH溶液，過(guò)濾后的濾液中含有的溶質(zhì)為NaCl、NaAlO2、NaOH；

（2）氫氧化亞鐵被氧氣氧化成氫氧化鐵，根據(jù)得失電子數(shù)目守恒，0.1mol×2×2=n[Fe(OH)3]×1，即n[Fe(OH)3]=0.4mol；

（3）通入過(guò)量CO2，發(fā)生OH－＋CO2=HCO3－、AlO2－＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3－，因此生成氫氧化鋁沉淀的離子方程式為AlO2－＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3－；氫氧化鋁受熱分解：2Al(OH)3Al2O3+3H2O；

（4）鋁土礦中含雜質(zhì)為49%，則含氧化鋁為51%，根據(jù)鋁元素守恒，因此有=n(Al)，解得n(Al)=10000mol。