Question

【题目】从铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质）中提取氧化铝的两种工艺流程如下：

请回答下列问题：

（1）固体A的主要成分是______________（写名称）。

（2）铝土矿与过量烧碱反应的离子方程式为______________、________________。

（3）滤液D中的溶质有______________（填化学式）。

（4）指出流程乙的一个缺点是____________。

（5）氧化铝与焦炭的混合物在氮气中高温加热反应，制得新型非金属材料AlN与一种中学常见气体X。已知每转移6.02×1023个电子，有0.5mol化合物X生成，此反应的化学方程式___。

Answer 1

【答案】二氧化硅 Al2O3+2OH-=2AlO2-+ H2O SiO2+2OH- =SiO32-+H2O NaCl、NaOH、NaAlO2 氧化铝中含有二氧化硅杂质 Al2O3+N2+3C2AlN+3CO

【解析】

由工艺流程甲可知，铝土矿与盐酸反应得固体A和滤液B，则固体A为SiO2，滤液B含有氯化铝、氯化铁、氯化镁等，滤液中加入过量的NaOH，可推知沉淀C为氢氧化铁、氢氧化镁，滤液D含有偏铝酸钠、氯化钠和过量的氢氧化钠，所以向滤液D中通入过量二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，沉淀F为Al（OH）3，滤液E中含有NaCl、NaHCO3；根据工艺流程乙可知，铝土矿中的Al2O3、SiO2能和氢氧化钠反应，可知固体X为Fe2O3、MgO等，滤液Y为硅酸钠、偏铝酸钠，滤液中通入过量二氧化碳，沉淀Z为Al（OH）3、硅酸，滤液K中含有NaHCO3，由此解答。

（1）铝土矿的主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO，只有SiO2不溶于盐酸，故A为SiO2，名称是二氧化硅；

（2）铝土矿的主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO，其中Al2O3和SiO2能够和氢氧化钠反应，反应的离子方程式分别为：Al2O3+2OH-=2AlO2-+ H2O和SiO2+2OH- =SiO32-+H2O；

（3）由分析可知，滤液B含有氯化铝、氯化铁、氯化镁等，滤液中加入过量的NaOH，可推知沉淀C为氢氧化铁、氢氧化镁，滤液D含NaCl、NaAlO2和过量的NaOH；

（4）由分析可知，X为Fe2O3、MgO等，滤液Y为硅酸钠、偏铝酸钠，滤液中通入过量二氧化碳，沉淀Z为Al（OH）3、硅酸。灼烧沉淀Z，氢氧化铝分解成氧化铝，硅酸加热分解会生成二氧化硅，故生成的氧化铝中含有二氧化硅杂质；

（5）氧化铝与焦炭的混合物在氮气中高温加热反应，制得新型非金属材料AlN与一种中学常见气体X，根据元素守恒可知X中应含有氧元素和碳元素，已知每转移6.02×1023个电子即1mol电子，有0.5mol化合物X生成，由电子转移守恒，可得在X中C的化合价为=2，所以X是CO，所以该反应的化学方程式为Al2O3+N2+3C 2AlN+3CO，故答案为：Al2O3+N2+3C 2AlN+3COAl2O3+N2+3C。