Question

電解鋁技術(shù)的出現(xiàn)與成熟讓鋁從皇家珍品變成汽車、輪船、航天航空制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料．工業(yè)上用鋁土礦（主要成分為Al₂O₃，F(xiàn)e₂O₃、SiO₂等）提取純Al₂O₃做冶煉鋁的原料，某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如圖提取流程圖

（1）固體Ⅱ的化學(xué)式為

 

，該固體的顏色為

 

；
（2）在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)流程⑤中需加入冰晶石，目的是

 

；
（3）寫出流程②、③中主要反應(yīng)的離子方程式

 

；

 

；
（4）鋁粉與氧化鐵粉末在引燃條件下常用來焊接鋼軌，主要是利用該反應(yīng)

 

；
（5）從鋁土礦中提取鋁的過程不涉及的化學(xué)反應(yīng)類型是

 

；
A．復(fù)分解反應(yīng)     B．氧化還原反應(yīng)      C．置換反應(yīng)      D．分解反應(yīng)
（6）生產(chǎn)過程中除NaOH、H₂O可以循環(huán)使用外，還可以循環(huán)使用的物質(zhì)有

 

；
（7）若向?yàn)V液Ⅰ中逐滴滴入NaOH溶液至過量，產(chǎn)生沉淀隨NaOH滴入關(guān)系正確的是

 

；

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題,元素及其化合物

分析：鋁土礦可以主要成分為Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂，鋁土礦加過量鹽酸溶解后，F(xiàn)e₂O₃、Al₂O₃和HCl反應(yīng)溶解，而SiO₂和HCl不反應(yīng)，不能溶解，不溶物Ⅰ為SiO₂；濾液Ⅰ中含有的陽離子有Fe³⁺、Al³⁺、H⁺，加入過量燒堿，氫離子和氫氧化鈉反應(yīng)生成水，鐵離子和鋁離子都和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化物沉淀，氫氧化鋁易溶于氫氧化鈉溶液中生成偏鋁酸根離子，過濾所得出的為Fe（OH）₃，濾液Ⅱ含有AlO₂^-、Cl^-、OH^-，通入過量二氧化碳?xì)怏w，得到Al（OH）₃沉淀，加熱分解生成Al₂O₃，電解可得到鋁；濾液Ⅲ含有碳酸氫根離子，加入氧化鈣可生成碳酸鈣和氫氧化鈉，其中氫氧化鈉可循環(huán)使用，結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)以及題目要求可解答該題．

解答： 解：鋁土礦可以主要成分為Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂，鋁土礦加過量鹽酸溶解后，F(xiàn)e₂O₃、Al₂O₃和HCl反應(yīng)溶解，而SiO₂和HCl不反應(yīng)，不能溶解，不溶物Ⅰ為SiO₂；濾液Ⅰ中含有的陽離子有Fe³⁺、Al³⁺、H⁺，加入過量燒堿，氫離子和氫氧化鈉反應(yīng)生成水，鐵離子和鋁離子都和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化物沉淀，氫氧化鋁易溶于氫氧化鈉溶液中生成偏鋁酸根離子，過濾所得出的為Fe（OH）₃，濾液Ⅱ含有AlO₂^-、Cl^-、OH^-，通入過量二氧化碳?xì)怏w，得到Al（OH）₃沉淀，加熱分解生成Al₂O₃，電解可得到鋁；濾液Ⅲ含有碳酸氫根離子，加入氧化鈣可生成碳酸鈣和氫氧化鈉，其中氫氧化鈉可循環(huán)使用，
（1）濾液Ⅰ中含有的陽離子有Fe³⁺、Al³⁺、H⁺，加入過量燒堿生成Fe（OH）₃，加熱分解生成Fe₂O₃，顏色為紅棕色，故答案為：Fe₂O₃；紅棕色；
（2）在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)流程⑤中，氧化鋁熔點(diǎn)高，熔融氧化鋁需要消耗較多能量，需加入冰晶石，目的是降低Al₂O₃的熔化溫度，減少能量消耗；
故答案為：降低Al₂O₃的熔化溫度，減少能量消耗；
（3）向氯化鋁中加入過量的氫氧化鈉，可以得到偏鋁酸鈉，Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，濾液Ⅱ含有AlO₂^-、Cl^-、OH^-，通入過量二氧化碳?xì)怏w，得到Al（OH）₃沉淀，反應(yīng)的離子方程式為AlO₂^-+2H₂O+CO₂=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；AlO₂^-+2H₂O+CO₂=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（4）鋁熱反應(yīng)放出大量的熱，常用于冶煉熔點(diǎn)高、難熔化的金屬的冶煉，鋁粉與氧化鐵粉末在引燃條件下常用來焊接鋼軌，主要是利用該反應(yīng)放出大量的熱，
故答案為：放出大量的熱；
（5）反應(yīng)①②③④為復(fù)分解反應(yīng)，反應(yīng)⑤為氧化還原反應(yīng)，氫氧化鐵、氫氧化鋁生成氧化物的反應(yīng)為分解反應(yīng)，不涉及置換反應(yīng)，故答案為：C；
（6）根據(jù)反應(yīng)流程可知，反應(yīng)需要NaOH、水、二氧化碳以及氧化鈣等物質(zhì)為原料，生產(chǎn)過程中除NaOH、H₂O可以循環(huán)使用外，還可以循環(huán)使用的物質(zhì)有CaO、CO₂，其中氧化鈣可由碳酸鈣加熱分解制得，
故答案為：CaO； CO₂；
（7）濾液Ⅰ中含有的陽離子有Fe³⁺、Al³⁺、H⁺，加入過量燒堿，氫離子和氫氧化鈉反應(yīng)生成水，鐵離子和鋁離子都和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化物沉淀，氫氧化鋁易溶于氫氧化鈉溶液中生成偏鋁酸根離子，則符合的圖象為D，故答案為：D．

點(diǎn)評：本題以框圖題形式考查鋁的化合物的性質(zhì)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，清楚冶煉鋁工藝流程原理，熟練掌握“鋁三角”的相關(guān)反應(yīng)是解答的關(guān)鍵，題目難度較大．