Question

14．工业上用铝土矿（成分为氧化铝、氧化铁）制取铝的过程如下：

请回答下列问题：
（1）水蒸气的作用加热加快反应；
（2）沉淀C的化学式为Fe₂O₃，该物质除了用于金属冶炼以外，还可用作颜料（或炼铁）；
（3）操作I、操作II、操作III都用到的玻璃仪器是有烧杯、漏斗、玻璃棒；
（4）写出制备过程中由溶液B生成Al（OH）₃的离子方程式2AlO₂^-+CO₂+3H₂O═2Al（OH）₃+CO₃^2-；
（5）生产过程中，除NaOH、H₂O可以循环使用外，还可以循环使用的物质有CaO和CO₂（填化学式）．用此法制取铝的副产品是Fe₂O₃和O₂（填化学式）．

Answer 1

分析 铝土矿的成分为氧化铝、氧化铁，由制备Al的流程可知，NaOH与Al₂O₃反应，而Fe₂O₃不能，则利于水蒸气加快反应速率，操作I为过滤，得到沉淀C为Fe₂O₃，溶液B中含NaOH、NaAlO₂，通入二氧化碳发生2AlO₂^-+CO₂+3H₂O═2 Al（OH）₃+CO₃^2-，操作Ⅱ为过滤，碳酸钠溶液与CaO反应生成碳酸钙沉淀和NaOH，操作Ⅲ为过滤，溶液E中含NaOH，NaOH可循环使用，氢氧化铝加热分解生成氧化铝，电解氧化铝生成Al、氧气，以此来解答．

解答 解：铝土矿的成分为氧化铝、氧化铁，由制备Al的流程可知，NaOH与Al₂O₃反应，而Fe₂O₃不能，则利于水蒸气加快反应速率，操作I为过滤，得到沉淀C为Fe₂O₃，溶液B中含NaOH、NaAlO₂，通入二氧化碳发生2AlO₂^-+CO₂+3H₂O═2 Al（OH）₃+CO₃^2-，操作Ⅱ为过滤，碳酸钠溶液与CaO反应生成碳酸钙沉淀和NaOH，操作Ⅲ为过滤，溶液E中含NaOH，NaOH可循环使用，氢氧化铝加热分解生成氧化铝，电解氧化铝生成Al、氧气，
（1）水蒸气的作用为加热加快反应，故答案为：加热加快反应；      
（2）由上述分析可知，沉淀C的化学式为Fe₂O₃，该物质除了用于金属冶炼以外，还可用作颜料（或炼铁），故答案为：Fe₂O₃；颜料（或炼铁）；
（3）操作I、操作II、操作III均为过滤，都用到的玻璃仪器是有烧杯、漏斗、玻璃棒，故答案为：烧杯、漏斗、玻璃棒；
（4）由溶液B生成Al（OH）₃的离子方程式为2AlO₂^-+CO₂+3H₂O═2 Al（OH）₃+CO₃^2-，故答案为：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O═2 Al（OH）₃+CO₃^2-；
（5）碳酸钙可分解生成CaO和CO₂，在上述流程中均可循环使用，用此法制取铝的副产品是Fe₂O₃和O₂，故答案为：CaO和CO₂；Fe₂O₃和O₂．

点评 本题考查物质的制备实验及混合物分离提纯的综合应用，为高频考点，把握流程中的反应、混合物分离提纯方法为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意元素化合物与实验的结合，题目难度不大．