Question

（2010?深圳二模）铝土矿的主要成分是Al₂O₃，还含有Fe₂O₃、SiO₂等杂质．
Ⅰ．从铝土矿中提取氧化铝的流程如图所示：
（1）试剂A是

盐酸（硫酸或硝酸）

；溶液b与试剂B反应的离子方程式为

Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺

．
（2）向溶液a中通入过量的CO₂，将得到的不溶物煅烧后也可得到Al₂O₃，该方案的缺点是

Al₂O₃中含有SiO₂杂质

．
Ⅱ．电解熔融的氧化铝可制备金属铝
（3）电解时，阳极的电极反应方程式为

2O^2--4e^-=O₂↑

；每生产0.324吨铝，理论上转移电子的物质的量为

3.6×10⁴

mol．
Ⅲ．新型陶瓷氮化铝可用以下两种方法制备
（4）①氧化铝高温还原法：

1

Al₂O₃+

3

C+

1

N₂

高温  .

2

AlN+

3

CO（请配平）
②氯化铝与氨气高温合成法：AlCl₃+NH₃

高温  .

AlN+3HCl
（5）方法②比方法①在生产上更具优势．下列说法中，正确的是

AB

．
A．方法①中的 Al₂O₃、C、N₂结构稳定，反应时破坏化学键需要消耗更多的能量
B．方法①中的Al₂O₃和C容易残留在氮化铝中
C．两种方法中氮化铝均为还原产物．

Answer 1

分析：Ⅰ．SiO₂和盐酸不反应，Fe₂O₃和氢氧化钠不反应而氧化铝能，该工艺流程原理为：铝土矿加入试剂A氢氧化钠，得到滤液a中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，沉淀a为氧化铁，a溶液加入过量为酸溶液，除去硅酸根离子，将偏铝酸根离子转化为铝离子，进入滤液b中，加过量氨水生成氢氧化铝沉淀，加热分解得氧化铝；
Ⅱ．（3）电解熔融的氧化铝可制备金属铝，阳极生成氧气，阴极生成铝；
Ⅲ．（4）根据化合价的升降总数相等配平方程式；
（5）根据反应物和生成物的特点判断．

解答：解：Ⅰ．（1）铝土矿与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，加入盐酸或硝酸等酸性溶液可除去硅酸根离子，滤液b中含有氯离子，加过量氨水生成氢氧化铝沉淀，反应的离子方程式为Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案为：盐酸（硫酸或硝酸）；Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（2）滤液a中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，煅烧得到与和二氧化硅，则Al₂O₃中含有SiO₂杂质，故答案为：Al₂O₃中含有SiO₂杂质；
Ⅱ．（3）电解熔融的氧化铝可制备金属铝，阳极生成氧气，阴极生成铝，阳极反应为2O^2--4e^-=O₂↑，n（Al）=

0.324×106g

27g/mol

=1.2×10⁴mol，则转移电子3.6×10⁴mol，
故答案为：2O^2--4e^-=O₂↑；3.6×10⁴；
Ⅲ．（4）由化合价的升降总数相等可知反应的方程式为Al₂O₃+3C+N₂═2AlN+3CO，故答案为：1；3；1；2；3；
（5）方法①和方法②相比较，需要较多能量，且生成的固体易残留在AlN中，反应①AN是还原产物，反应②没有发生氧化还原反应，故答案为：AB．

点评：本题考查较为综合，涉及物质的制备方案的设计与评价，注意把握制备原理的比较，把握物质的性质以及相关反应方程式的书写，难度中等．