题目内容
【题目】（I）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）第③步中，生成氢氧化铝的离子方程式是____________________。
（2）如果把步骤②中适量的盐酸改为过量的二氧化碳，则反应的离子方程式____。
（3）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0.5 mol碳单质，转移1mol电子，反应的化学方程式是____________________。
（II）大量燃煤产生烟气会造成空气中二氧化硫含量增多，某研究小组利用燃煤电厂的固体废弃物粉煤灰（主要含Al2O3、SiO2等）进行烟气脱硫研究，并制备Al2(SO4)3·18H2O。
（5）第②步不能用氢氧化钠溶液的原因是_____________（用化学方程式表示）。
（6）下列关于步骤③、④的说法正确的是_______。
a．溶液C可用于制备氮肥
b．溶液B中的硫酸铵将烟气中的SO2除去
c．热分解获得的SO2可以回收再利用
（7）从固体B制备Al2(SO4)3·18H2O的实验操作是：加入稀硫酸、加热浓缩、_________、过滤。
【答案】 Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+ CO2+AlO2-＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3- 65.4% Al2O3+3Cl2+3C
2AlCl3+3CO Al(OH)3 + NaOH＝NaAlO2 + 2H2O或 Al2(SO4)3 + 8NaOH＝2NaAlO2 + 2Na2SO4 + 4H2O a、c 冷却结晶
【解析】（I）向铝土矿中加入足量烧碱溶液后，氧化铝是两性氧化物，既能溶于强酸又溶于强碱，Fe2O3不溶于碱，SiO2溶于强碱，则在①得到滤液中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，滤渣为氧化铁；②为盐酸，除去硅酸根离子，将偏铝酸根离子转化为铝离子，进入滤液；试剂③为氨水，将铝离子转化为氢氧化铝沉淀，氢氧化铝加热分解得氧化铝；由此分析解答。
（II）加入稀硫酸，氧化铝溶解，二氧化硅不溶，固体A是二氧化硅，溶液A中含有硫酸铝和过量的稀硫酸，加入过量氨水生成氢氧化铝沉淀，固体B是氢氧化铝，最终转化为硫酸铝晶体；溶液B中含有硫酸铵和过量的氨水，通入二氧化硫生成亚硫酸氢铵，亚硫酸氢铵分解又转化为二氧化硫，据此解答。
（1）由于氢氧化铝能溶于强碱性溶液，因此选用弱碱氨水将铝离子转化为氢氧化铝沉淀，发生反应的离子方程式是Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+；
（2）由于碳酸的酸性强于氢氧化铝，则足量二氧化碳与偏铝酸钠反应的离子方程式为CO2+AlO2-＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3-；
（3）设铝土矿的质量是m g，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，则根据原子守恒可知该铝土矿中Al2O3的质量分数是
；
（4）Cl2有强氧化性，碳具有还原性，每消耗0.5 mol碳单质，转移1mol电子，这说明反应中碳失去2个电子，即氧化产物是CO，所以反应的化学方程式是Al2O3+3Cl2+3C
2AlCl3+3CO；
（5）由于氢氧化铝是两性氢氧化物，能溶于强碱溶液中，则第②步不能用氢氧化钠溶液，反应的化学方程式为Al(OH)3+NaOH＝NaAlO2+2H2O或Al2(SO4)3+8NaOH＝2NaAlO2+2Na2SO4+4H2O。
（6）a．溶液C中含有铵盐，可用于制备氮肥，a正确；b．溶液B中的氨水将烟气中的SO2除去，硫酸铵与二氧化硫不反应，b错误；c．热分解获得的SO2可以回收再利用，c正确；答案选ac；
（7）从固体B制备Al2(SO4)3·18H2O的实验操作是：加入稀硫酸、加热浓缩、冷却结晶、过滤。
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