Question

（18分）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下图所示：

（1）试剂A是　　　　　　　；溶液b与试剂B反应的离子方程式为　　　　　　　。
（2）加入NaOH溶液进行的反应的离子方程式为　　　　　　　　　          ___、
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，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　　　　　　　　　　　。
Ⅱ．电解熔融的氧化铝可制备金属铝
（3）写出电解的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　。每生产0.27吨铝，理论上转移电子的物质的量为　　　　　　　　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：　Al₂O₃ +　C +　 N₂　　AlN +　CO（配平）
②氯化铝与氨气高温合成法：AlCl₃+NH₃ 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　　　　　　。
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

（18分）
Ⅰ、(1)盐酸（硫酸或硝酸）；          Al³⁺+3NH₃·H₂O =Al(OH)₃↓+3NH₄⁺
（2）Al₂O₃＋2OH^－＝2AlO₂^－＋H₂O      SiO₂＋2OH^－＝SiO₃^2－＋H₂O
Al₂O₃中含有SiO₂杂质
Ⅱ、（3）2Al₂O₃（熔融） 4Al + 3O₂↑             3×10⁴
Ⅲ、（4） 1 Al₂O₃ + 3 C + 1 N₂ === 2 AlN + 3 CO   （5） AB

铝土矿与碱液反应时，氧化铝、二氧化硅溶解，而氧化铁是滤渣a的主要成分；滤液里加入过量强酸（盐酸或硫酸），硅酸沉淀不溶，滤出为滤渣b，溶液b的主要成分为偏铝酸钠溶液。向滤液b中通入过量的CO₂气体，析出氢氧化铝（滤渣c），溶液c的成分为碳酸氢钠；将滤渣c加热脱水可得氧化铝。
（2）向溶液a中通入过量的CO₂，形成的滤渣中将有两种物质：硅酸及氢氧化铝，加热后得到的Al₂O₃中含有SiO₂杂质
（3）2Al₂O₃（熔融） 4Al + 3O₂↑ 中有12个电子转移。
（4）根据元素的化合价升降守恒可配平：C由0升至+2价，而N由0降至—3价。
（5）依据各反应物及产物的物理性质及化合价的升降即可判定。