Question

铝是地壳中含量最多的金属元素，1854年法国化学家德维尔用金属钠还原氯化钠和氯化铝的复盐，获得了铝单质。1886年，美国人豪尔和法国人海郎特，分别独立地电解熔融的氧化铝和冰晶石的混合物，制得了金属铝，奠定了今天大规模生产铝的基础。
工业生产金属铝的原料是铝土矿（主要成分为Al₂O₃，另含有Fe₂O₃和SiO₂），工业中得到较纯氧化铝的过程如下图所示：

试回答下列问题：
（1）操作Ⅰ是一种重要的混合物分离方法，实验室进行该项操作用到的玻璃仪器有烧杯、________、________。
（2）经分析不溶物A的主要成分为________。
（3）工业上电解冶炼铝的化学方程式为________________，若电路中通过1 mol电子，可以得到铝________g。
（4）为了提高综合经济效益，实际工业生产中常将上述反应中的相关物质循环利用。其部分转化关系如下图所示：

①上述转化中未涉及四种基本反应类型中的________反应；
②写出过程③的化学方程式：____________。
（5）科学研究表明，人体过量吸入铝元素会严重危害身体健康。请你结合实际提出两条杜绝铝元素过量吸入的措施：____________。

Answer 1

（1）漏斗　玻璃棒
（2）Fe₂O₃和SiO₂（提示：Fe₂O₃不溶于水，且不与NaOH溶液反应；SiO₂属于原子晶体，常温下与NaOH反应的速率很慢）
（3）2Al₂O₃4Al＋3O₂↑　9
（4）①置换　②NaHCO₃＋Ca（OH）₂=CaCO₃↓＋NaOH＋H₂O
（5）不用铝制品作炊具；不用铝箔包装食品（其他合理答案也可）

本题考查工业提取铝的流程实验。铝土矿加碱溶解后，溶液A为NaAlO₂，不溶物为Fe₂O₃和SiO₂，在NaAlO₂溶液中通入CO₂可生成Al（OH）₃和NaHCO₃，Al（OH）₃受热分解生成Al₂O₃，Al₂O₃电解产生金属铝，方程式为2Al₂O₃4Al＋3O₂↑，该反应中产生4 mol铝需要转移电子为12 mol，则转移1 mol电子可以得到铝mol，即为9 g；（4）B为NaHCO₃，根据题意可知，物质X为CaCO₃，高温分解产生CaO和CO₂，CaO与水反应生成Ca（OH）₂，Ca（OH）₂与NaHCO₃反应生成NaOH和CaCO₃，反应①为分解反应，反应②为化合反应，反应③为复分解反应。