Question

【題目】鋁礬石(主要成分是Al2O3，還含有少量雜質SiO2、Fe2O3)是工業上用于煉鋁的主要礦物之一，由鋁礬石制取金屬鋁的工藝流程圖如下：

請回答下列有關問題：

（1）下列有關鋁礬石以及用鋁礬石煉鋁的說法中，正確的是________。

A．鋁礬石中含有兩種類型氧化物

B．鋁礬石與河沙含有完全相同的成分

C．鋁礬石煉鋁需要消耗電能

D．鋁礬石煉鋁的過程中涉及置換反應

（2）加入原料A時發生反應的離子方程式有_____________。

（3）濾液Ⅱ中所含溶質有__________；步驟③反應的離子方程式為___________。

（4）若步驟③中用氨氣代替CO2，步驟③生成沉淀的離子方程式為______________。

Answer 1

【答案】C Al2O3+6H+＝2Al3++3H2O，Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O NaOH、NaAlO2 OH－+CO2＝HCO3－、CO2+AlO2－+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3－ Al3++3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+NH4+

【解析】

氫氧化鋁受熱分解生成氧化鋁，則步驟③中生成的沉淀是氫氧化鋁，因此濾液Ⅱ中含有偏鋁酸鹽，則原料B是強堿，因此濾液Ⅰ中含有鋁鹽和鐵鹽，則原料A應該是酸，所以殘渣是二氧化硅，結合問題分析解答。

（1）A、鋁礬石中含有的SiO2是非金屬氧化物，氧化鐵是金屬氧化物，氧化鋁是兩性氧化物，因此含有三種類型的氧化物，故A錯誤；

B、河沙的主要成分為SiO2，因此鋁礬石與河沙含有的成分不完全相同，故B錯誤；

C、電解法煉鋁，必定消耗電能，故C正確；

D、步驟①是酸溶解氧化鐵和氧化鋁，步驟②是堿沉淀鐵離子以及把鋁離子轉化為偏鋁酸根離子，步驟③是二氧化碳把偏鋁酸根離子轉化為氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁分解以及氧化鋁電解均是分解反應，所以鋁礬石煉鋁的過程中涉及復分解反應、分解反應等，不涉及置換反應，故D錯誤。

答案選C。

（2）原料A溶解礦石，可利用強酸，分離出不溶物SiO2，反應的離子方程式為Al2O3+6H+＝2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O。

（3）步驟②中可加入強堿例如氫氧化鈉，沉淀出Fe3＋，使Al3＋轉化為偏鋁酸根離子留在溶液里，所以濾液Ⅱ中所含溶質為NaOH、NaAlO2。通入CO2發生的反應為：OH－+CO2＝HCO3－、CO2+AlO2－+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3－；

（4）若步驟③中用氨氣代替CO2，則濾液Ⅱ中含有鋁離子，則步驟③生成沉淀的離子方程式為Al3++3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+NH4+。