Question

【題目】從鋁土礦(主要成分為Al2O3，還有少量雜質)中提取鋁的工藝流程及步驟如下：

試回答下列問題：

(1)試劑X為_________；反應①的化學方程式為_______________。

(2)操作I 、操作II均為_______（填操作名稱）。反應①②③④中屬于氧化還原反應的是________（填數字序號）。

(3)反應②的化學方程式為_________________。

(4)金屬鋁與氧化鐵的混合物在高溫下會發生劇烈的反應，該反應的化學方程式為___

(5)反應④制取金屬鋁，若有0.6mol電子發生發生轉移，理論上能得到金屬鋁的質量是________g。

Answer 1

【答案】NaOH溶液 Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O 過濾 ④ NaAlO2+CO2(足)+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3 2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe 5.4

【解析】

向鋁土礦中加入NaOH溶液，Al2O3反應產生NaAlO2進入溶液甲中，雜質不能反應進入濾渣1中，然后向溶液甲通入過量CO2生成沉淀2為Al(OH)3，加熱Al(OH)3發生分解反應產生Al2O3，電解Al2O3生成Al單質。過量試劑X為氫氧化鈉溶液，操作①為分離固體和溶液的過濾操作，通入過量二氧化碳過濾得到溶液乙主要為碳酸氫鈉，以此解答該題。

(1)根據上述分析可知試劑X為NaOH溶液，氧化鋁和氫氧化鈉反應生成可溶性的偏鋁酸鈉和水，反應方程式為：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，故合理答案為：NaOH；Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；

(2)操作Ⅰ、操作Ⅱ都是分離難溶性固體和溶液的實驗操作，名稱為過濾，在反應①②③④中，只有④元素的化合價發生了變化，屬于氧化還原反應，因此屬于氧化還原反應是④，故合理答案為：過濾；④；

(3)反應②是向偏鋁酸鈉溶液中通入過量二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，反應的化學方程式：NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3；

(4)金屬鋁與氧化鐵混合在高溫下，會發生劇烈的反應，生成鐵和氧化鋁，反應的化學方程式為：2Al+Fe2O32Al+Fe2O3；

(5)電解熔融氧化鋁制取金屬鋁，2Al2O34Al+3O2↑，反應中電子轉移12mol會生成鋁4mol，若有0.6mol電子發生轉移，理論上能得到金屬鋁的物質的量是n(Al)==0.2mol，則產生的Al的質量是m(Al)=0.2mol×27g/mol=5.4g，故答案為：5.4。