Question

【題目】某課外小組研究鋁土礦中Al2O3的含量．查閱資料得知，鋁土礦的主要成分是Al2O3 ， 雜質是Fe2O3、SiO2等．從鋁土礦中提取Al2O3的過程如下：

（1）固體B的主要用途有（寫出1條即可） ．
（2）第①步，向鋁土礦中加入足量燒堿溶液，充分反應，發生反應的離子方程式是：；
（3）第③步中，生成氫氧化鋁的離子方程式是 ．
若往A溶液中通入足量CO2 ， 請寫出可能發生反應的離子方程式 ．
（4）工業上制取AlCl3用Al2O3與C、Cl2在高溫條件下反應，每消耗0.5mol碳單質，轉移1mol電子，反應的化學方程式是 ．
（5）將實驗過程中所得固體精確稱量．課外小組發現所得氫氧化鋁固體的質量與原鋁土礦質量相等，求該鋁土礦中Al2O3的質量分數．（寫出計算過程，計算結果保留一位小數）

Answer 1

【答案】
（1）煉鐵原料、用作涂料、油漆等
（2）Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O；SiO2+2OH﹣=SiO32﹣+H2O
（3）Al3++3NH3?H2O=Al（OH）3↓+3NH4+；AlO2﹣+CO2+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3﹣和SiO32﹣+2CO2+2H2O═H2SiO3↓+2HCO3﹣
（4）Al2O3+3Cl2+3C 2AlCl3+3CO
（5）

將實驗過程中所得固體精確稱量，課外小組發現所得氫氧化鋁固體的質量與原鋁土礦質量相等，說明所得氫氧化鋁固體的質量與原鋁土礦質量相等，即鋁土礦中Al2O3的質量分數和氫氧化鋁中氧化鋁的質量分數是相同的．又因為氧化鋁可以寫成Al2O33H2O的形式，所以質量分數是 ×100%=65.4%，

答：鋁土礦中Al2O3的質量分數為65.4%．

【解析】解：（1）向鋁土礦中加入足量燒堿溶液后，則在①得到濾液中含有偏鋁酸根離子、硅酸根離子，濾渣為氧化鐵，氧化鐵可作為煉鐵的原料，氧化鐵為紅色，可用作涂料、油漆等，故答案為：煉鐵原料、用作涂料、油漆等；
（2）根據框圖流程，向鋁土礦中加入足量燒堿溶液后，氧化鋁是兩性氧化物，既溶液強酸又溶于強堿．只Fe2O3溶于強酸，不溶于堿，SiO2只溶于強堿，不溶于酸，則在①得到濾液中含有偏鋁酸根離子、硅酸根離子，濾渣為氧化鐵氧化鐵和氫氧化鈉溶液不反應，則向鋁土礦中加入足量燒堿溶液后，發生反應的離子方程式是Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O、SiO2+2OH﹣=SiO32﹣+H2O，故答案為：Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O；SiO2+2OH﹣=SiO32﹣+H2O；
（3）試劑③為氨水，將鋁離子轉化為氫氧化鋁沉淀．離子方程式為：Al3++3NH3H2O=Al（OH）3↓+3NH4+；若往A溶液中通入足量CO2 ， 硅酸根離子和偏鋁酸根離子反應生成硅酸和氫氧化鋁，反應的離子方程式為：AlO2﹣+CO2+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3﹣和SiO32﹣+2CO2+2H2O═H2SiO3↓+2HCO3﹣；故答案為：Al3++3NH3H2O=Al（OH）3↓+3NH4+；AlO2﹣+CO2+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3﹣和SiO32﹣+2CO2+2H2O═H2SiO3↓+2HCO3﹣；
（4）Cl2有強氧化性，碳具有還原性，每消耗0.5 mol 碳單質，轉移1mol電子，這說明反應中碳失去2個電子，即氧化產物是CO，所以反應的化學方程式是Al2O3+3Cl2+3C 2AlCl3+3CO，故答案為：Al2O3+3Cl2+3C 2AlCl3+3CO；
（5）將實驗過程中所得固體精確稱量，課外小組發現所得氫氧化鋁固體的質量與原鋁土礦質量相等，說明所得氫氧化鋁固體的質量與原鋁土礦質量相等，即鋁土礦中Al2O3的質量分數和氫氧化鋁中氧化鋁的質量分數是相同的．又因為氧化鋁可以寫成Al2O33H2O的形式，所以質量分數是 ×100%=65.4%，答：鋁土礦中Al2O3的質量分數為65.4%．
向鋁土礦中加入足量燒堿溶液后，氧化鋁是兩性氧化物，既溶液強酸又溶于強堿，只Fe2O3溶于強酸，不溶于堿，SiO2只溶于強堿，不溶于酸，則在①得到濾液中含有偏鋁酸根離子、硅酸根離子，加入鹽酸生成硅酸和氯化鋁，氯化鋁溶液中滴入氨水生成氫氧化鋁，氫氧化鋁受熱分解，生成氧化鋁，由此分析解答．（1）氧化鐵為紅色，簡稱鐵紅，可用作涂料、油漆等；（2）向鋁土礦中加入足量燒堿溶液后，氧化鋁是兩性氧化物，既溶液強酸又溶于強堿．只Fe2O3溶于強酸，不溶于堿，SiO2只溶于強堿，不溶于酸，則在①得到濾液中含有偏鋁酸根離子、硅酸根離子；（3）試劑③為氨水，將鋁離子轉化為氫氧化鋁沉淀．加熱分解得氧化鋁；若往A溶液中通入足量CO2 ， 硅酸根離子和偏鋁酸根離子反應生成硅酸和氫氧化鋁；（4）Cl2有強氧化性，將C氧化為CO，自身被還原為C1﹣ ， 根據得失電子守恒解答；（5）所得氫氧化鋁固體的質量與原鋁土礦質量相等，這說明鋁土礦中Al2O3的質量分數和氫氧化鋁中氧化鋁的質量分數是相同，分析求解．