Question

2．鋁是一種應用廣泛的金屬，工業上用Al₂O₃和冰晶石（Na₃AlF₆）混合熔融電解制得．鋁土礦的主要成分是Fe₂O₃、Al₂O₃和SiO₂等．從鋁土礦中提煉Al₂O₃的流程如下：

回答下列問題：
（1）寫出反應1的化學方程式2NaOH+SiO₂=Na₂SiO₃+H₂O、2NaOH+Al₂O₃=2NaAlO₂+H₂O；濾渣Ⅰ的主要成分Fe₂O₃．
（2）濾液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是CaSiO₃，反應2的離子方程式為AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；（氣體A為過量）
（3）電解制鋁的化學方程式是2Al₂O₃$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，以石墨為電極，陽極產生的混合氣體的成分是O₂、CO₂（CO）．

Answer 1

分析 鋁土礦的主要成分是Al₂O₃和SiO₂等，與NaOH反應生成NaAlO₂、Na₂SiO₃，反應1的濾液中含有NaAlO₂和Na₂SiO₃加入CaO，Na₂SiO₃變為CaSiO₃沉淀，故濾液Ⅱ中的溶質為NaAlO₂，通入A生成B，B煅燒生成Al₂O₃，故B為Al（OH）₃，氣體A應該為CO₂，B為Al（OH）₃，以此解答該題．

解答 解：鋁土礦的主要成分是Al₂O₃和SiO₂等，與NaOH反應生成NaAlO₂、Na₂SiO₃，反應1的濾液中含有NaAlO₂和Na₂SiO₃加入CaO，Na₂SiO₃變為CaSiO₃沉淀，故濾液Ⅱ中的溶質為NaAlO₂，通入A生成B，B煅燒生成Al₂O₃，故B為Al（OH）₃，氣體A應該為CO₂，B為Al（OH）₃，
（1）鋁土礦的主要成分是Al₂O₃和SiO₂等，與NaOH反應：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O，氧化鐵與氫氧化鈉不反應，則濾渣1為Fe₂O₃，
故答案為：2NaOH+SiO₂=Na₂SiO₃+H₂O；2NaOH+Al₂O₃=2NaAlO₂+H₂O；Fe₂O₃；
（2）濾液Ⅰ中含有硅酸鈉、偏鋁酸鈉，加入CaO，生成氫氧化鈣，氫氧化鈣與硅酸鈉反應生成CaSiO₃沉淀；
由工藝流程可知，B為氫氧化鋁，故氣體A為二氧化碳，濾液Ⅱ主要是偏鋁酸鈉，偏鋁酸鈉溶液通入二氧化碳，生成氫氧化鋁與碳酸氫鈉，反應方程式為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：CaSiO₃；AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（3）工業用電解氧化鋁的方法冶煉鋁，電解制鋁的化學方程式是2Al₂O₃$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，以石墨為電極，陽極產生陽極生成氧氣，部分氧氣可以石墨反應生成二氧化碳、CO，故陽極氣體有O₂、CO₂（或CO）．
故答案為：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑； O₂、CO₂（CO）．

點評 本題考查化學工藝流程、無機物推斷、電解原理等，為高考常見題型，題目難度中等，理解工藝流程是解題的關鍵，需要學生基本扎實的據此與運用知識分析解決問題的能力．