Question

【題目】工業上用鋁土礦（主要成分為Al2O3 ， 還含有Fe2O3、SiO2）提取氧化鋁，冶煉鋁的原料，提取的操作過程如圖：

請回答下列問題：
（1）寫出步驟①中發生反應的離子方程式；濾渣①的成分為 ．
（2）寫出步驟②中生成含鋁化合物的化學方程式；能否將此步驟中的NaOH 溶液更換為氨水？（填“能”或“不能”）．若不能，請說明理由：（若能，則此空不答）．
（3）步驟③中的X 為（填化學式），發生反應的離子方程式為 ．
（4）若鋁土礦的質量為mkg，最后得到A12O3的質量為nkg（忽略提取過程中鋁元素的損失），則鋁土礦中鋁元素的質量分數為（用含m、n 的代數式表示）．

Answer 1

【答案】
（1）Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；SiO2
（2）AlCl3+4NaOH=3NaCl+Na[Al（OH）]4或AlC13+4NaOH=3NaCl+NaAlO2+2H2O；不能；若用氨水，Fe3+與Al3+均沉淀，無法將二者分離
（3）CO2；CO2+[Al（OH）4]﹣=Al（OH）3↓+HCO3﹣
（4）
【解析】解：（1）步驟①為Al2O3、Fe2O3與稀鹽酸反應生成鹽和水，反應方程式為Al2O3+6H+=2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，SiO2和稀鹽酸不反應，然后采用過濾方法得到濾渣1為SiO2；所以答案是：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；SiO2；（2）步驟②為向濾液1（濾液1中溶質有AlCl3、FeCl3）中加入過量NaOH溶液，其中氯化鋁生成偏鋁酸鈉，反應物額：AlCl3+4NaOH=3NaCl+Na[Al（OH）]4或AlC13+4NaOH=3NaCl+NaAlO2+2H2O；鋁離子與氨水反應生成氫氧化鋁沉淀，鐵離子也沉淀，無法將鐵離子、鋁離子分離，故不能用氨水替代氫氧化鈉；所以答案是：AlCl3+4NaOH=3NaCl+Na[Al（OH）]4或AlC13+4NaOH=3NaCl+NaAlO2+2H2O；不能；若用氨水，Fe3+與Al3+均沉淀，無法將二者分離；（3）步驟③為向偏鋁酸鈉中加入過量的X最終得到氫氧化鋁沉淀，應為二氧化碳，反應為：CO2+[Al（OH）4]﹣=Al（OH）3↓+HCO3﹣；
所以答案是：CO2；CO2+[Al（OH）4]﹣=Al（OH）3↓+HCO3﹣；（4）得到A12O3的質量為nkg，則其中鋁元素的質量為 kg，根據鋁元素質量守恒，則原鋁土礦中的鋁元素質量也為 kg，故鋁土礦中鋁元素的質量分數為： ；
所以答案是： ．