Question

【題目】鋁是重要的金屬材料，鋁土礦（主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3雜質）是工業上制取鋁的原料。實驗室模擬工業上以鋁土礦為原料制取Al2（SO4）3和銨明礬晶體[NH4Al（SO4）2·12H2O]的工藝流程如圖所示：（已知氫氧化鋁能溶解在氫氧化鈉溶液中，生成偏鋁酸鈉NaAlO2）

請回答下列問題：

（1）固體a的化學式為_____，Ⅲ中通入足量CO2氣體能生成氫氧化鋁和一種酸式鹽。寫出發生反應的化學方程式為_____。

（2）IV步分解指加熱使氫氧化鋁分解為相應的氧化物。由V制取銨明礬溶液的化學方程式為_____，從銨明礬溶液中獲得銨明礬晶體的實驗操作依次為（填操作名稱）_____、冷卻結晶、過濾洗滌。

（3）以1000kg含氧化鋁30.6%的鋁土礦為原料制取Al2（SO4）3，需消耗含溶質質量為_____g的98%的濃硫酸（密度1.84g·cm-1）。

（4）若同時制取銨明礬和硫酸鋁，通過控制硫酸的用量調節兩種產品的產量。若欲使制得的銨明礬和硫酸鋁的“微粒”個數之比為1：1，則投料時鋁土礦中的AI2O3和H2SO4的“微粒”個數之比為_____。

Answer 1

【答案】SiO2 蒸發濃縮 900 3：10

【解析】

（1）鋁土礦中的Al2O3和Fe2O3都能與鹽酸反應，生成溶于水的鹽，SiO2不能和鹽酸反應，故固體a是SiO2，Al2O3在氫氧化鈉溶液中生成NaAlO2，NaAlO2與CO2和水反應，生成碳酸氫鈉和氫氧化鋁沉淀，化學方程式為 ；

（2）Al（OH）3受熱分解出Al2O3，Al2O3與硫酸和氨氣反應生成NH4Al（SO4）2，該反應的化學方程式為： ；從銨明礬溶液中獲得銨明礬晶體的操作順序為蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌。

（3）可以求出該鋁土礦中氧化鋁的質量為1000kg×30.6%＝306kg，設反應需要的硫酸的質量為 ，根據化學方程式可得：

，需要98%濃鹽酸的質量為882kg÷98%＝900kg；

（4）根據制取銨明礬反應的化學方程式制取硫酸鋁的化學方程式 ，在制取銨明礬時需要1份氧化鋁和4份硫酸，生成2份銨明礬，在制取硫酸鋁的反應中，制取2份硫酸鋁需要2份氧化鋁和6份的硫酸，所以要產生銨明礬和硫酸鋁微粒個數相同，則需要3份氧化鋁和10份硫酸，氧化鋁和硫酸的微粒個數比為3：10.