Question

【题目】从铝土矿(主要成分为Al2O3，还有少量杂质)中提取铝的工艺流程及步骤如下：

试回答下列问题：

(1)试剂X为_________；反应①的化学方程式为_______________。

(2)操作I 、操作II均为_______（填操作名称）。反应①②③④中属于氧化还原反应的是________（填数字序号）。

(3)反应②的化学方程式为_________________。

(4)金属铝与氧化铁的混合物在高温下会发生剧烈的反应，该反应的化学方程式为___

(5)反应④制取金属铝，若有0.6mol电子发生发生转移，理论上能得到金属铝的质量是________g。

Answer 1

【答案】NaOH溶液 Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O 过滤 ④ NaAlO2+CO2(足)+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3 2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe 5.4

【解析】

向铝土矿中加入NaOH溶液，Al2O3反应产生NaAlO2进入溶液甲中，杂质不能反应进入滤渣1中，然后向溶液甲通入过量CO2生成沉淀2为Al(OH)3，加热Al(OH)3发生分解反应产生Al2O3，电解Al2O3生成Al单质。过量试剂X为氢氧化钠溶液，操作①为分离固体和溶液的过滤操作，通入过量二氧化碳过滤得到溶液乙主要为碳酸氢钠，以此解答该题。

(1)根据上述分析可知试剂X为NaOH溶液，氧化铝和氢氧化钠反应生成可溶性的偏铝酸钠和水，反应方程式为：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，故合理答案为：NaOH；Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；

(2)操作Ⅰ、操作Ⅱ都是分离难溶性固体和溶液的实验操作，名称为过滤，在反应①②③④中，只有④元素的化合价发生了变化，属于氧化还原反应，因此属于氧化还原反应是④，故合理答案为：过滤；④；

(3)反应②是向偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，反应的化学方程式：NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3；

(4)金属铝与氧化铁混合在高温下，会发生剧烈的反应，生成铁和氧化铝，反应的化学方程式为：2Al+Fe2O32Al+Fe2O3；

(5)电解熔融氧化铝制取金属铝，2Al2O34Al+3O2↑，反应中电子转移12mol会生成铝4mol，若有0.6mol电子发生转移，理论上能得到金属铝的物质的量是n(Al)==0.2mol，则产生的Al的质量是m(Al)=0.2mol×27g/mol=5.4g，故答案为：5.4。