题目内容
【题目】铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产生活中应用日趋广泛。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3杂质，SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀)为原料制备铝的一种工艺流程如下：
(1)“过滤Ⅰ”时滤渣的主要成分为 ______________ 、______________。
(2)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为____________________________。
(3)“反应”时，也可以用NaHCO3代替CO2，写出加入NaHCO3溶液后的离子方程式________________。
(4)“电解”时加入冰晶石的作用是___________________________________。
(5)镁铝合金(Mg17Al12)是一种潜在的贮氢材料，可在氩气存在下，将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得。
①熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是_________________。
②1mol镁铝合金(Mg17Al12)分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液充分反应，生成的氢气在相同条件下的体积比为________________。
【答案】Fe2O3 铝硅酸钠沉淀 Al2O3 + 2OH— = 2AlO2 —+ H2O 略 助熔剂 保护气 35:18
【解析】
以铝土矿（主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质）为原料制备铝，由流程图可知，加NaOH溶解时Fe2O3不反应，由信息可知SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀，过滤得到的滤渣为Fe2O3、铝硅酸钠，二氧化碳与偏铝酸钠反应生成Al（OH）3，过滤II得到Al（OH）3，灼烧生成氧化铝，电解氧化铝生成Al和氧气，据此答题。
（1）由流程图可知，加NaOH溶解时Fe2O3不反应，由信息可知SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀，过滤得到的滤渣为Fe2O3、铝硅酸钠沉淀，故答案为：Fe2O3，铝硅酸钠沉淀。
（2）“碱溶”时NaOH溶液与Al2O3反应生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式为Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O，故答案为：Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O。
（3）加入NaHCO3溶液后，碳酸氢钠溶液与偏铝酸钠溶液反应的离子方程式为：HCO3-+AlO2-+H2O=CO32-+Al(OH)3↓，故答案为：HCO3-+AlO2-+H2O=CO32-+Al(OH)3↓。
（4）由于氧化铝的熔点高，加入冰晶石作助熔剂，降低三氧化铝的熔点，减少能耗，故答案为：助熔剂。
（5）①镁、铝都是活泼的金属单质，容易被空气中的氧气氧化，通入氩气作保护气，以防止二者被氧化，故答案为：保护气。
②镁铝合金中的镁和铝都能与盐酸反应生成H2，反应方程式为：Mg＋2HCl＝MgCl2＋H2↑、2Al＋6HCl＝2AlCl3＋3H2↑，1molMg17Al12与盐酸反应生成氢气的物质的量为17mol+12mol×3/2=35mol，镁铝合金中只有铝和氢氧化钠溶液反应生成氢气，反应方程式为：2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑，1molMg17Al12与氢氧化钠反应生成氢气的物质的量为12mol×3/2=18mol，所以生成的氢气在相同条件下的体积比为35:18，故答案为：35:18。
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