Question

【題目】鋁是地殼中含量最多的金屬元素，在自然界主要以化合態的形式存在于氧化鋁中。鋁土礦的主要成分是Al2O3，此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質，冶煉金屬鋁很重要的一個過程是Al2O3的提純。由于Al2O3是兩性氧化物，而雜質SiO2是酸性氧化物，Fe2O3是堿性氧化物，下圖為工業上用酸溶法提取鋁土礦中的鋁。

回答下列問題：

(1)①中加鹽酸后的沉淀主要是___________(化學式)，為了加快鋁土礦在鹽酸中的溶解，可采取的措施有___________________________（一種即可）。

(2)寫出③中可能發生反應的離子方程式。

③_____________________、________________________。

(3)步驟②中不用氨水沉淀Fe3＋的原因：_______________________________________。

Answer 1

【答案】SiO2 粉碎鋁土礦、加熱、增大鹽酸的濃度 OH-+CO2=HCO3- AlO2-+2H2O+CO2= Al(OH)3↓+HCO3- Al(OH)3只能溶于強堿，不能溶于氨水，用氨水不能將Fe(OH)3和Al(OH)3分離

【解析】

鋁土礦的主要成分是Al2O3，此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質，步驟①用鹽酸溶解，發生的反應有Al2O3+6H+═2Al3++3H2O，Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O，過濾得到濾液為含三價鋁和三價鐵離子的溶液，沉淀是SiO2，溶液中加入過量的氫氧化鈉生成氫氧化鐵沉淀和偏鋁酸鈉溶液甲，甲溶液中通入過量的二氧化碳生成氫氧化鋁的沉淀和碳酸氫鈉溶液，再灼燒生成氧化鋁，以此解題。

(1)鋁土礦的主要成分是Al2O3，此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質，步驟①用鹽酸溶解，發生的反應有Al2O3+6H+═2Al3++3H2O，Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O，SiO2不反應，加鹽酸后的沉淀主要是SiO2，根據影響反應速率的因素，為了加快鋁土礦在鹽酸中的溶解，可采取的措施有粉碎鋁土礦、加熱、增大鹽酸的濃度。

(2)濾液甲含有偏鋁酸鈉和氫氧化鈉，向溶液中通入過量的二氧化碳，氫氧化鈉和過量二氧化碳反應生成碳酸氫鈉，偏鋁酸鈉和二氧化碳反應生成氫氧化鋁的沉淀和碳酸氫鈉，反應的離子方程式是OH-+CO2=HCO3-、AlO2-+2H2O+CO2= Al(OH)3↓+HCO3-。

(3) Al(OH)3只能溶于強堿，不能溶于氨水，用氨水不能將Fe(OH)3和Al(OH)3分離，所以步驟②中不用氨水沉淀Fe3＋。