Question

（12分）工业上用铝土矿（主要成分是Al₂O₃，还有少量的Fe₂O₃、SiO₂）提取冶炼铝的原料氧化铝。工艺流程如下图：

(1)原料A的名称是         ，步骤①反应的离子方程式是         。
(2) 滤液1中要加入稍过量原料B，原料B的化学式是         ，步骤②反应的离子方程式是：                                   。
(3) 步骤③的化学方程式是：                                 。
(4) 如果省去步骤①，即溶解铝土矿是从加入原料B开始，则会对氧化铝的提取有什么影响                        。

Answer 1

（1）盐酸（硫酸、硝酸）（1分）Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O（1分）Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O（1分）
（2）NaOH（2分）H⁺+OH^-=H₂O（1分）Fe³⁺+3OH^-=Fe(OH)₃ ↓（1分）Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O（1分）
（3）NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al(OH)₃↓+NaHCO₃（2分）
（4）若用NaOH溶液溶解铝土矿，则有部分SiO₂溶解在NaOH溶液中生成硅酸钠，最后使加热制得的Al₂O₃混有SiO₂杂质（2分）

由于步骤③需要的试剂是CO₂，所以滤液2中应该是偏铝酸钠，则原料B是氢氧化钠，即滤液1中含有铝离子，所以原料A      是盐酸，残渣是和盐酸不反应的二氧化硅。滤液1中含有氢离子、铝离子和铁离子。加入足量的氢氧化钠后，生成氢氧化铁沉淀，所以滤液2中含有偏铝酸钠和氢氧化钠。然后通入足量的CO₂气体，生成氢氧化铝沉淀，氢氧化铝分解即得到氧化铝。而滤液3的主要成分是碳酸氢钠。如果省去步骤①，溶解铝土矿直接从加入原料B开始，则有部分SiO₂溶解在NaOH溶液中生成硅酸钠，最后使加热制得的Al₂O₃混有SiO₂杂质。