Question

【題目】從鋁土礦（主要成分為Al2O3，還有少量雜質(zhì)）中提取鋁的工藝流程及步驟如下：

試回答下列問題：

（1）試劑X為__________；

（2）寫出試劑X溶解Al2O3的化學(xué)方程式________

（3）操作Ⅰ、操作Ⅱ均為_________（填操作名稱）；

（4）金屬鋁與氧化鐵混合在高溫下，會(huì)發(fā)生劇烈的反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______；

（5）反應(yīng)Ⅱ的離子方程式為______；

（6）電解熔融氧化鋁制取金屬鋁，若有0.6 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，理論上能得到金屬鋁的質(zhì)量是________g。

Answer 1

【答案】NaOH溶液 2NaOH+ Al2O3 = 2NaAlO2 + H2O 過濾 Al+Fe2O3Al2O3+2Fe CO2+AlO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3 4.05

【解析】

鋁土礦（主要成分為Al2O3，還有少量雜質(zhì)）加入過量X發(fā)生反應(yīng)生成沉淀1和溶液甲，溶液甲通入過量二氧化碳生成沉淀2為氫氧化鋁，加熱分解生成氧化鋁，電解生成鋁，判斷過量試劑X為氫氧化鈉溶液，操作Ⅰ為分離固體和溶液的過濾操作，通入過量二氧化碳過濾得到溶液乙主要為碳酸氫鈉，

（1） 分析可知試劑X為氫氧化鈉溶液；

（2） X為氫氧化鈉溶液，與Al2O3反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水；

（3）操作Ⅰ、操作Ⅱ都是分離固體和溶液的實(shí)驗(yàn)操作為過濾，結(jié)合過濾裝置選擇玻璃儀器；

（4）金屬鋁與氧化鐵混合在高溫下，會(huì)發(fā)生劇烈的反應(yīng)，生成鐵和氧化鋁，反應(yīng)放熱可以焊接鋼軌；

（5）反應(yīng)Ⅱ是偏鋁酸鈉溶液中通入過量二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉；

（6）依據(jù)電極氧化鋁的方程式中定量關(guān)系計(jì)算．

(1)分析可知試劑X為NaOH溶液，

故答案為：NaOH溶液；

（2）X為氫氧化鈉溶液，與Al2O3反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：2NaOH+ Al2O3 = 2NaAlO2 + H2O ，

故答案為：2NaOH+ Al2O3 = 2NaAlO2 + H2O；

(3)操作Ⅰ、操作Ⅱ都是分離固體和溶液的實(shí)驗(yàn)操作為過濾，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行該操作時(shí)需要的玻璃儀器有漏斗、燒杯、玻璃棒，

故答案為：過濾；

(4)金屬鋁與氧化鐵混合在高溫下，會(huì)發(fā)生劇烈的反應(yīng)，生成鐵和氧化鋁,反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe，反應(yīng)放熱可以焊接鋼軌，

故答案為：Al+Fe2O3Al2O3+2Fe；

(5)反應(yīng)Ⅱ是偏鋁酸鈉溶液中通入過量二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，反應(yīng)的離子方程式：CO2+AlO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3，

故答案為：CO2+AlO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3；

(5)電解熔融氧化鋁制取金屬鋁，2 Al2O3.4Al+3O2↑，反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移12mol生成鋁3mol，若有0.6mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，理論上能得到金屬鋁的物質(zhì)的量是0.6mol×3mol÷12mol=0.15mol，生成鋁的質(zhì)量=0.15mol×27g/mol=4.05g，

故答案為：4.05。