Question

工業(yè)上以鋁土礦（主要成分是Al₂O₃，含雜質(zhì)Fe₂O₃和SiO₂）為原料生產(chǎn)鋁，其生產(chǎn)流程如下：

請(qǐng)回答：
（1）工業(yè)上Al₂O₃ 冶煉Al所采用的方法是______，化學(xué)方程式______
（2）加入試劑甲后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有兩個(gè)，一是______，二是______．
（3）在溶液B中加入過量鹽酸溶液的目的是______．
（4）加入試劑乙后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______．
（5）鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式為______．

Answer 1

解：SiO₂和鹽酸不反應(yīng)，F(xiàn)e₂O₃和氫氧化鈉不反應(yīng)而氧化鋁能反應(yīng)，該工藝流程原理為：鋁土礦加入氫氧化鈉，濾液C中含有偏鋁酸根離子、硅酸根離子，A沉淀為氧化鐵，B溶液中加過量鹽酸，除去硅酸根離子，將偏鋁酸根離子轉(zhuǎn)化為鋁離子，進(jìn)入濾液C，沉淀D為硅酸，試劑乙為氨水，將鋁離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，加熱分解得氧化鋁，
（1）工業(yè)上利用電解熔融的Al₂O₃ 生成Al與氧氣，以此冶煉金屬Al，反應(yīng)方程式為2Al₂O₃（熔融）4Al+3O₂↑，
故答案為：電解熔融的Al₂O₃，2Al₂O₃（熔融）4Al+3O₂↑；
（2）二氧化硅與氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉與水，反應(yīng)離子方程式為：SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O，
氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與水，反應(yīng)離子方程式為：Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O，
故答案為：SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O，Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O；
（3）由工藝流程可知，B溶液中加過量鹽酸，除去硅酸根離子，將偏鋁酸根離子轉(zhuǎn)化為鋁離子，進(jìn)入濾液；
故答案為：除去硅酸根離子，將偏鋁酸根離子轉(zhuǎn)化為鋁離子；
（4）氨水與鋁離子反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，反應(yīng)離子方程式為：Al³⁺+3NH₃?H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案為：Al³⁺+3NH₃?H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（5）鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與氫氣，反應(yīng)離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑．
分析：SiO₂和鹽酸不反應(yīng)，F(xiàn)e₂O₃和氫氧化鈉不反應(yīng)而氧化鋁能反應(yīng)，該工藝流程原理為：鋁土礦加入氫氧化鈉，濾液C中含有偏鋁酸根離子、硅酸根離子，A沉淀為氧化鐵，B溶液中加過量鹽酸，除去硅酸根離子，將偏鋁酸根離子轉(zhuǎn)化為鋁離子，進(jìn)入濾液C，沉淀D為硅酸，試劑乙為氨水，將鋁離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，加熱分解得氧化鋁，
（1）工業(yè)上利用電解熔融的Al₂O₃ 生成Al與氧氣，以此冶煉金屬Al，注意需要加入冰晶石，降低Al₂O₃ 的熔點(diǎn)；
（2）二氧化硅與氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉與水，氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與水；
（3）由工藝流程可知，B溶液中加過量鹽酸，除去硅酸根離子，將偏鋁酸根離子轉(zhuǎn)化為鋁離子，進(jìn)入濾液；
（4）氨水與鋁離子反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀；
（5）鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與氫氣．
點(diǎn)評(píng)：本題以框圖題形式考查鋁、硅、鐵的化合物的性質(zhì)、常用化學(xué)用語的書寫等，難度中等，清楚工藝流程原理是解題的關(guān)鍵，是對(duì)知識(shí)遷移的綜合運(yùn)用．