Question

【题目】某课外小组研究铝土矿中Al2O3的含量。已知铝土矿的主要成分是Al2O3，杂质是Fe2O3、SiO2等。从铝土矿中提取Al2O3的过程如下：

(1)流程甲中加入盐酸后生成Fe3+的离子方程式为________________；固体A是___________(填化学式)，写出沉淀F转化为氧化铝的化学方程式是___________________________。

(2)流程乙中，向铝土矿中加入过量烧碱溶液后，发生反应的离子方程式是__________；固体X的主要用途有(写出1条即可) _____。沉淀Z为_______(填化学式)。由溶液K生成沉淀M的离子方程式是_________________________。

(3)流程乙中，将实验过程中所得固体精确称量，课外小组发现所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等，则该铝土矿中Al2O3的质量分数是________(保留一位小数)

(4)工业上制取AlCl3用Al2O3与C、Cl2在高温条件下反应，每消耗0.5mol碳单质，转移1mol电子，反应的化学方程式是__________________。

Answer 1

【答案】 Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O SiO2 2Al(OH)3Al2O3+3H2O Al2O3+20H-+3H2O=2[Al(OH)4]-；SiO2+2OH-=SiO32-+H2O 炼铁原料或用作涂料、油漆等 H2SiO3 Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+ 65.4% Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO

【解析】考查化学工艺流程，（1）铝土矿中含有Fe2O3，属于碱性氧化物，与盐酸反应的离子方程式为Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O；氧化铝为两性氧化物，与盐酸反应生成AlCl3，SiO2属于酸性氧化物，不与盐酸反应，即固体A为SiO2；流程甲中加入过量NaOH，发生Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓、H＋＋OH－=H2O、Al3＋＋4OH－=AlO2－＋2H2O，通入过量的CO2，发生CO2＋OH－=HCO3－、AlO2－＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3－，沉淀F为Al(OH)3，灼烧氢氧化铝，发生：2Al(OH)3Al2O3+3H2O；（2）氧化铝为两性氧化物，能与氢氧化钠反应，SiO2属于酸性氧化物，能与氢氧化钠反应，离子方程式为：Al2O3＋2OH－=2AlO2－＋H2O或Al2O3＋2OH－＋3H2O=2[Al(OH)4]－、SiO2＋2OH－=SiO32－＋H2O；固体X为Fe2O3，用途可以作炼铁的原料、涂料、油漆等；滤液Y中加入过量盐酸，发生：H＋＋OH－=H2O、AlO2－＋4H＋=Al3＋＋2H2O、SiO32－＋2H＋=H2SiO3↓，沉淀Z为H2SiO3，溶液K生成沉淀M的离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4＋；（3）令氢氧化铝的质量为xg，根据信息，铝土矿质量为xg，根据元素守恒，氧化铝的质量为102x/(2×78)g，则铝土矿中氧化铝的质量分数为102x/(2×78×x)×100%=95.4%；（4）Al、O两种元素的化合价不变，根据制备的物质，以及氯气表现氧化性，Cl2中Cl的化合价降低，C的化合价应升高，0.5molC被消耗，转移电子物质的量1mol，即C的化合价的变化2价，C被氧化成CO，因此反应方程式为：Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO。