Question

【題目】某課外小組研究鋁土礦中Al2O3的含量。已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)流程甲中加入鹽酸后生成Fe3+的離子方程式為________________；固體A是___________(填化學式)，寫出沉淀F轉化為氧化鋁的化學方程式是___________________________。

(2)流程乙中，向鋁土礦中加入過量燒堿溶液后，發(fā)生反應的離子方程式是__________；固體X的主要用途有(寫出1條即可) _____。沉淀Z為_______(填化學式)。由溶液K生成沉淀M的離子方程式是_________________________。

(3)流程乙中，將實驗過程中所得固體精確稱量，課外小組發(fā)現(xiàn)所得氫氧化鋁固體的質量與原鋁土礦質量相等，則該鋁土礦中Al2O3的質量分數(shù)是________(保留一位小數(shù))

(4)工業(yè)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__________________。

Answer 1

【答案】 Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O SiO2 2Al(OH)3Al2O3+3H2O Al2O3+20H-+3H2O=2[Al(OH)4]-；SiO2+2OH-=SiO32-+H2O 煉鐵原料或用作涂料、油漆等 H2SiO3 Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+ 65.4% Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO

【解析】考查化學工藝流程，（1）鋁土礦中含有Fe2O3，屬于堿性氧化物，與鹽酸反應的離子方程式為Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O；氧化鋁為兩性氧化物，與鹽酸反應生成AlCl3，SiO2屬于酸性氧化物，不與鹽酸反應，即固體A為SiO2；流程甲中加入過量NaOH，發(fā)生Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓、H＋＋OH－=H2O、Al3＋＋4OH－=AlO2－＋2H2O，通入過量的CO2，發(fā)生CO2＋OH－=HCO3－、AlO2－＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3－，沉淀F為Al(OH)3，灼燒氫氧化鋁，發(fā)生：2Al(OH)3Al2O3+3H2O；（2）氧化鋁為兩性氧化物，能與氫氧化鈉反應，SiO2屬于酸性氧化物，能與氫氧化鈉反應，離子方程式為：Al2O3＋2OH－=2AlO2－＋H2O或Al2O3＋2OH－＋3H2O=2[Al(OH)4]－、SiO2＋2OH－=SiO32－＋H2O；固體X為Fe2O3，用途可以作煉鐵的原料、涂料、油漆等；濾液Y中加入過量鹽酸，發(fā)生：H＋＋OH－=H2O、AlO2－＋4H＋=Al3＋＋2H2O、SiO32－＋2H＋=H2SiO3↓，沉淀Z為H2SiO3，溶液K生成沉淀M的離子方程式為Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4＋；（3）令氫氧化鋁的質量為xg，根據(jù)信息，鋁土礦質量為xg，根據(jù)元素守恒，氧化鋁的質量為102x/(2×78)g，則鋁土礦中氧化鋁的質量分數(shù)為102x/(2×78×x)×100%=95.4%；（4）Al、O兩種元素的化合價不變，根據(jù)制備的物質，以及氯氣表現(xiàn)氧化性，Cl2中Cl的化合價降低，C的化合價應升高，0.5molC被消耗，轉移電子物質的量1mol，即C的化合價的變化2價，C被氧化成CO，因此反應方程式為：Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO。