Question

14．工業(yè)上用鋁土礦（主要成分是Al₂O₃，含SiO₂、Fe₂O₃等雜質(zhì)）制取鋁的過程如圖：

（1）試劑1為NaOH溶液，①～④轉(zhuǎn)化過程中④消耗能量最多．
（2）轉(zhuǎn)化①中加入試劑1時發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為Al₂O₃+2NaOH═2NaAlO₂+H₂O、SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O
（3）轉(zhuǎn)化②中通入過量CO₂后生成沉淀的離子方程式為AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-、SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-
（4）生產(chǎn)過程中，除物質(zhì)E可以循環(huán)利用外，還可以循環(huán)使用的物質(zhì)有CaO、CO₂．

Answer 1

分析 A可與二氧化碳反應(yīng)生成沉淀，則A應(yīng)為NaAlO₂和Na₂SiO₃，可知試劑①為NaOH溶液，沉淀B為Fe₂O₃，沉淀D為Al（OH）₃和H₂SiO₃，濾液C為NaAlO₂和Na₂SiO₃，溶液C為碳酸氫鈉溶液，加入CaO，反應(yīng)生成NaOH和CaCO₃沉淀，E為NaOH，可循環(huán)使用，F(xiàn)為Al₂O₃和SiO₂，電解可生成Al，以此解答該題．

解答 解：A可與二氧化碳反應(yīng)生成沉淀，則A應(yīng)為NaAlO₂，可知試劑①為NaOH溶液，沉淀B為Fe₂O₃，沉淀D為Al（OH）₃和H₂SiO₃，濾液C為NaAlO₂和Na₂SiO₃，溶液C為碳酸氫鈉溶液，加入CaO，反應(yīng)生成NaOH和CaCO₃沉淀，E為NaOH，可循環(huán)使用，F(xiàn)為Al₂O₃和SiO₂，電解可生成Al，
（1）由以上分析可知①為NaOH溶液，反應(yīng)①②③在溶液中進行，不消耗能量，而④為電解熔融的氧化鋁，消耗熱能和電能，則消耗能量最多，
故答案為：NaOH溶液；④；
（2）轉(zhuǎn)化①Al₂O₃、SiO₂與NaOH反應(yīng)，而Fe₂O₃不與NaOH反應(yīng)，反應(yīng)的化學方程式為：Al₂O₃+2NaOH═2NaAlO₂+H₂O、SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O，
故答案為：Al₂O₃+2NaOH═2NaAlO₂+H₂O、SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O；
（3）A為NaAlO₂和Na₂SiO₃，通入二氧化碳反應(yīng)的離子方程式為AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-、SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-，
故答案為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-、SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-；
（4）流程中用到二氧化碳和氧化鈣，而碳酸鈣在加熱時可分解生成，可循環(huán)使用，故答案為：CaO、CO₂．

點評 本題考查混合物分離提純方法的綜合應(yīng)用，為高頻考點，把握流程中的反應(yīng)及化學反應(yīng)方程式書寫為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析、實驗?zāi)芰�及化學用語的考查，題目難度不大．