Question

4．鋁是一種重要的金屬．在生產(chǎn)、生活中具有許多重要的用途，圖是從鋁土礦中制備鋁的工藝流程．已知：
（1）鋁土礦的主要成分是Al₂O₃，此外還含有少量SiO₂、Fe₂O₃等雜質(zhì)；
（2）溶液中的硅酸鈉與偏鋁酸鈉反應，能生成硅鋁酸鹽沉淀，化學反應方程式為：2Na₂SiO₃+2NaAlO₂+2H₂O=Na₂Al₂Si₂O₈↓+4NaOH
①將硅鋁酸鹽（Na₂Al₂Si₂O₈）沉淀改寫成氧化物的形式：Na₂O•Al₂O₃•2SiO₂．
②寫出向鋁土礦中加人足量氫氧化鈉溶液后，該步操作中發(fā)生的主要反應的離子方程式（除已知條件②外）：OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O；SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O．
③濾渣A的主要成分為：Fe₂O₃．
④寫出灼燒反應的化學方程式：2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O．
⑤用雙線橋法配平以下化學方程式，并標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：
10Al+6NaNO₃+4Na0H--10NaAlO₂+3N₂↑+2H₂O．

Answer 1

分析 鋁土礦的主要成分是Al₂O₃，此外還含有少量SiO₂、Fe₂O₃等雜質(zhì)，加入足量的氫氧化鈉，氧化鋁、二氧化硅與NaOH溶液反應均生成鹽和水，只有氧化鐵與堿不反應，結(jié)合信息②可知還生成Na₂Al₂Si₂O₈沉淀，過濾后得濾渣Fe₂O₃、Na₂Al₂Si₂O₈；濾液用二氧化碳酸化時，將NaAlO₂完全轉(zhuǎn)化為Al（OH）₃，反應的離子方程式為：AlO₂^-+2H₂O+CO₂═HCO₃^-+Al（OH）₃↓；過濾得氫氧化鋁沉淀，灼燒得氧化鋁，電解氧化鋁得單質(zhì)鋁，以此解答該題．

解答 解：①硅鋁酸鹽含有Na、Al、Si、O等元素，寫成氧化物的形式為Na₂O•Al₂O₃•2SiO₂，故答案為：Na₂O•Al₂O₃•2SiO₂；
②氧化鋁屬于兩性氧化物，能和強堿NaOH反應生成偏鋁酸鈉和水，離子方程式為OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O，二氧化硅屬于酸性氧化物，能和強堿NaOH反應生成硅酸鈉和水，離子方程式為SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O，
故答案為：OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O；SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；
③由于氧化鐵與氫氧化鈉溶液不反應，則濾渣A為Fe₂O₃，故答案為：Fe₂O₃；
④灼燒時，氫氧化鋁分解生成氧化鋁，方程式為2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O，故答案為：2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O；
⑤Al元素化合價升高，由0價升高到+3價，被氧化，N元素化合價由+5價降低到0價，反應的方程式為10Al+6NaNO₃+4NaOH=10NaAlO₂+3N₂↑+2H₂O，在反應中失去電子，鋁失去電子數(shù)為10×3，NaNO₃得到電子數(shù)為6×5，用“雙線橋法”標明反應中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目為：，
故答案為：

點評 本題考查混合物的分離和提純，為高考常見題型，側(cè)重考查學生對物質(zhì)性質(zhì)的掌握，明確物質(zhì)的性質(zhì)即可解答，熟練注意元素化合物知識，有時還與基本操作、離子檢驗等聯(lián)合考查，題目難度不大．