Question

鋁土礦的主要成分是Al₂O₃，還含有Fe₂O₃、SiO₂等雜質(zhì)．從鋁土礦中提取氧化鋁的流程如圖所示：

（1）操作1的名稱是

 

，所需要的主要玻璃儀器有：

 

．
（2）試劑A是

 

；（用化學(xué)式回答）．
（3）溶液b與試劑B反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（4）請寫出鋁土礦加入足量NaOH溶液所發(fā)生的有關(guān)反應(yīng)化學(xué)方程式：

 

，

 

（5）某同學(xué)認(rèn)為可以向溶液a中通入的是過量的CO₂，然后直接將得到的濾渣b煅燒后也可得到Al₂O₃，而且可以簡化上述提取氧化鋁的流程．你認(rèn)為該同學(xué)的看法合理嗎？

 

（填“合理”或“不合理”）理由是：

 

．（若認(rèn)為合理該問題可以不回答）
（6）電解熔融的氧化鋁可制備金屬鋁：2Al₂O₃

電解  .

4Al+3O₂↑．若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成2.24L的氧氣，則該反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題

分析：SiO₂和鹽酸不反應(yīng)，F(xiàn)e₂O₃和氫氧化鈉不反應(yīng)而氧化鋁能，該工藝流程原理為：鋁土礦加入氫氧化鈉，得到濾液a中含有偏鋁酸根離子、硅酸根離子，沉淀a為氧化鐵，a溶液加入過量為酸溶液，除去硅酸根離子，將偏鋁酸根離子轉(zhuǎn)化為鋁離子，進入濾液b中，加過量氨水生成氫氧化鋁沉淀，加熱分解得氧化鋁．電解熔融的氧化鋁可制備金屬鋁，陽極生成氧氣，陰極生成鋁，據(jù)此分析和計算．

解答： 解：（1）分離不溶物和溶液的操作為過濾，鋁土礦加入氫氧化鈉，得到濾液a中含有偏鋁酸根離子、硅酸根離子，沉淀a為氧化鐵，故采用過濾的方法分離，過濾所用儀器為：鐵架臺、漏斗、玻璃棒、燒杯，故答案為：過濾；鐵架臺、玻璃棒、漏斗、燒杯；
（2）鋁土礦與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，加入鹽酸或硝酸等酸性溶液可除去硅酸根離子，故答案為：HCl；
（3）濾液b中含有鋁離子、過量的鹽酸，要使鋁離子沉淀，需加入過量氨水，氨水和鹽酸反應(yīng)生成氯化銨，氨水和氯化鋁反應(yīng)生成氯化銨和氫氧化鋁沉淀，反應(yīng)的方程式為HCl+NH₃?H₂O=NH₄Cl+H₂O，AlCl₃+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄Cl，
故答案為：HCl+NH₃?H₂O=NH₄Cl+H₂O，AlCl₃+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄Cl；
（4）鋁土礦的主要成分是Al₂O₃，還含有Fe₂O₃、SiO₂等雜質(zhì)，其中氧化鋁、二氧化硅和氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和硅酸鈉，反應(yīng)的方程式為：Al₂O₃+2NaOH═2NaAlO₂+H₂O、SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O；
故答案為：Al₂O₃+2NaOH═2NaAlO₂+H₂O；SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O；
（5）濾液a中含有偏鋁酸根離子、硅酸根離子，向溶液a中通入的是過量的CO₂，生成氫氧化鋁沉淀和硅酸沉淀，然后直接將得到的濾渣b煅燒后得到氧化鋁和二氧化硅，則Al₂O₃中含有SiO₂雜質(zhì)，故答案為：不合理；Al₂O₃中含有SiO₂雜質(zhì)；
（6）電解熔融的氧化鋁可制備金屬鋁，陽極生成氧氣，陰極生成鋁，陽極反應(yīng)為2O^2--4e^-=O₂↑，
    2O^2--4e^-=O₂↑
      4mol 22.4L
       n    2.24L
n=

4mol×2.24L

22.4L

=0.4mol，故轉(zhuǎn)移電子0.4N_A，
故答案為：0.4N_A．

點評：本題考查較為綜合，涉及物質(zhì)的制備方案的設(shè)計與評價，注意把握制備原理的比較，把握物質(zhì)的性質(zhì)以及相關(guān)反應(yīng)方程式的書寫，難度中等．