Question

【題目】鋁是重要的金屬材料，鋁土礦（主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3雜質(zhì)）是工業(yè)上制取鋁的原料．實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)上以鋁土礦為原料制取Al2（SO4）3和銨明礬晶體[NH4Al（SO4）212H2O]的工藝流程如圖所示： 請回答下列問題：
（1）固體a的化學(xué)式為 ， Ⅲ中通入足量CO2氣體發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 ．
（2）由Ⅴ 制取銨明礬溶液的化學(xué)方程式為 ． 從銨明礬溶液中獲得銨明礬晶體的實(shí)驗(yàn)操作依次為（填操作名稱）、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌．
（3）以1000kg含氧化鋁36%的鋁土礦為原料制取Al2（SO4）3 ， 需消耗質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%的硫酸（密度1.84gcm﹣1）L（計(jì)算結(jié)果請保留一位小數(shù)）．
（4）若同時(shí)制取銨明礬和硫酸鋁，通過控制硫酸的用量調(diào)節(jié)兩種產(chǎn)品的產(chǎn)量．若欲使制得的銨明礬和硫酸鋁的物質(zhì)的量之比為1：1，則投料時(shí)鋁土礦中的Al2O3和H2SO4的物質(zhì)的量之比為 ．

Answer 1

【答案】
（1）SiO2；AlO2﹣+CO2+2H2O═HCO3﹣+Al（OH）3↓
（2）Al2O3+4H2SO4+2NH3═2NH4Al（SO4）2+3H2O；蒸發(fā)濃縮
（3）575.4
（4）3：10
【解析】解：（1）鋁土礦中Al2O3和Fe2O3能溶于鹽酸，SiO2不溶于鹽酸，所以固體a的化學(xué)式為SiO2 ， Al2O3溶于燒堿生成NaAlO2溶液，在其中通入CO2生成Al（OH）3沉淀，所以答案是：SiO2； AlO2﹣+CO2+2H2O═HCO3﹣+Al（OH）3↓；（2）Al（OH）3分解生成Al2O3 ， Al2O3與稀硫酸、氨氣反應(yīng)生成銨明礬溶液，從銨明礬溶液中獲得銨明礬晶體的實(shí)驗(yàn)操作依次為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌，所以答案是：Al2O3+4H2SO4+2NH3═2NH4Al（SO4）2+3H2O；蒸發(fā)濃縮；（3）m（Al2O3）=1 000 kg×36%=360 kg， 依據(jù)：

Al2O3+	3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2O
102	294
360kg	m（H2SO4）

故m（H2SO4）= =1037.6 kg，需消耗質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%的硫酸（密度1.84 gcm﹣3）為= =575.4 L，
所以答案是：575.4；（4）設(shè)制得的Al2（SO4）3和NH4Al（SO4）212H2O的物質(zhì)的量都是1 mol，則Al3+共3 mol，SO42﹣共5 mol，根據(jù)Al3+和SO42﹣守恒原理可得，加入Al2O3和H2SO4的物質(zhì)的量之比為： ：5=3：10，所以答案是：3：10．