Question

【題目】鋁土礦的主要成分是Al2O3，還含有Fe2O3、SiO2等雜質。

Ⅰ．從鋁土礦中提取氧化鋁的流程如下圖所示：

（1）試劑A是________；溶液b與試劑B反應的離子方程式為________。

（2）加入NaOH溶液進行的反應的離子方程式為_________、____________。

Ⅲ．新型陶瓷氮化鋁可用以下兩種方法制備

（3）①氧化鋁高溫還原法：　Al2O3 +　C +　 N2 　　AlN +　CO（請配平）

②氯化鋁與氨氣高溫合成法：AlCl3+NH3 AlN+3HCl

（4）方法②比方法①在生產上更具優(yōu)勢。下列說法中，正確的是_______。

A．方法①中的 Al2O3、C、N2結構穩(wěn)定，反應時破壞化學鍵需要消耗更多的能量

B．方法①中的Al2O3和C容易殘留在氮化鋁中

C．兩種方法中氮化鋁均為還原產物

Answer 1

【答案】 鹽酸（硫酸或硝酸） Al3++3NH3·H2O =Al(OH)3↓+3NH4+ Al2O3＋2OH－＝2AlO2－＋H2O SiO2＋2OH－＝SiO32－＋H2O 1 Al2O3 + 3 C + 1 N2 === 2 AlN + 3 CO AB

【解析】鋁土礦的主要成分是Al2O3，還含有Fe2O3、SiO2等雜質，能與NaOH溶液反應的是Al2O3和SiO2，所以濾渣a中是Fe2O3，溶液a中有NaAlO2和Na2SiO3，因此試劑A為鹽酸或硫酸用于除去Na2SiO3，即濾渣b為H2SiO3，溶液b為AlCl3，試劑B為氨水，是將AlCl3轉化為Al(OH)3沉淀，所以濾渣c為Al(OH)3，溶液c為NH4Cl，Al(OH)3不穩(wěn)定，煅燒分解生成Al2O3。

(1) 試劑A為鹽酸或硫酸用于除去Na2SiO3；溶液b與試劑B反應的離子方程式為Al3++ 3NH3·H2O =Al(OH)3↓+3NH4+；

(2) 能與NaOH溶液反應的是Al2O3和SiO2，反應的離子方程式為Al2O3＋2OH－ ＝ 2AlO2－ ＋H2O 和 SiO2＋2OH－ ＝ SiO32－＋H2O；

(3)反應中N元素降低6價，C元素升高2價，所以配平后的方程式為Al2O3 +3C +N2 ===2AlN +3CO

(4)A、方法①中的 Al2O3、C、N2結構穩(wěn)定，性質都比方法②中的AlCl3和NH3穩(wěn)定，反應時破壞化學鍵需要消耗更多的能量，所以A正確；B、從物質狀態(tài)上看，方法①中的Al2O3和C都是固體，容易殘留在固體產物氮化鋁中，而方法②中的AlCl3和NH3，高溫下都是氣體，有利于產物的分離凈化，所以B正確；C、在方法①中N元素化合價降低，被還原生成AlN，所以AlN是還原產物，而方法②是非氧化還原反應，所以C錯誤。正確答案為AB。