Question

8．铝土矿的主要成分是Al₂O₃、Fe₂O₃和SiO₂等．从铝土矿中提炼Al₂O₃的流程如图：

（1）写出反应1的化学方程式Al₂O₃+2NaOH═2NaAlO₂+H₂O、SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O．
（2）滤液Ⅱ中含有NaAlO₂，通入气体A后得到Al（OH）₃沉淀．气体A是CO₂．
（3）往NaAlO₂溶液中通入过量CO₂时得到的盐是Na₂CO₃还是NaHCO₃？反应的离子方程式为AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
（4）反应之中能否用盐酸代替气体A？若使用过量盐酸，则反应的离子方程式为AlO₂^-+4H⁺═Al³⁺+2H₂O．
（5）煅烧B的化学方程式为2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O．
（6）电解氧化铝制铝的化学方程式为2Al₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;电解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑．
（7）铝锅不宜长时间存放酸性或碱性食物的原因是什么？铝锅表面的氧化物膜及铝均能与酸、碱反应而被腐蚀．试分别写出Al与盐酸、NaOH溶液反应的离子方程式：2Al+6H⁺═2Al³⁺+3H₂↑，2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑．

Answer 1

分析 铝土矿的主要成分是Al₂O₃、Fe₂O₃和SiO₂等，与NaOH反应分别为：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O，反应1的滤液中含有NaAlO₂和Na₂SiO₃，滤渣为Fe₂O₃，滤液中加入CaO，Na₂SiO₃变为CaSiO₃沉淀，故滤液Ⅱ中的溶质为NaAlO₂，通入A生成B，B煅烧生成Al₂O₃，故B为Al（OH）₃，气体A应该为CO₂，发生反应为：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-，或AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，所以滤液Ⅲ为碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液，据此答题．

解答 解：铝土矿的主要成分是Al₂O₃、Fe₂O₃和SiO₂等，与NaOH反应分别为：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O，反应1的滤液中含有NaAlO₂和Na₂SiO₃，滤渣为Fe₂O₃，滤液中加入CaO，Na₂SiO₃变为CaSiO₃沉淀，故滤液Ⅱ中的溶质为NaAlO₂，通入A生成B，B煅烧生成Al₂O₃，故B为Al（OH）₃，气体A应该为CO₂，发生反应为：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-，或AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，所以滤液Ⅲ为碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液，
（1）根据上面的分析可知，反应1的化学方程式为Al₂O₃+2NaOH═2NaAlO₂+H₂O、SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O，
故答案为：Al₂O₃+2NaOH═2NaAlO₂+H₂O、SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O；
（2）根据上面的分析可知，气体A是 CO₂，
故答案为：CO₂； 
（3）往NaAlO₂溶液中通入过量CO₂时得到的盐是NaHCO₃，反应的离子方程式为AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案为：NaHCO₃；AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（4）反应中不能否用盐酸代替气体A？，因为过量盐酸会与生成的氢氧化铝反应生成偏铝酸钠，反应的离子方程式为AlO₂^-+4H⁺═Al³⁺+2H₂O，
故答案为：AlO₂^-+4H⁺═Al³⁺+2H₂O；
（5）B为Al（OH）₃，煅烧B的化学方程式为2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O，
故答案为：2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O；
（6）电解氧化铝制铝的化学方程式为2Al₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;电解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑，
故答案为：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;电解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑；
（7）铝锅表面的氧化物膜及铝均能与酸、碱反应而被腐蚀，所以铝锅不宜长时间存放酸性或碱性食物，Al与盐酸、NaOH溶液反应的离子方程式为2Al+6H⁺═2Al³⁺+3H₂↑、2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案为：铝锅表面的氧化物膜及铝均能与酸、碱反应而被腐蚀；2Al+6H⁺═2Al³⁺+3H₂↑、2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑．

点评 本题考查化学工艺流程、无机物推断等，题目难度中等，理解工艺流程是解题的关键，需要学生基本扎实的据此与运用知识分析解决问题的能力．注意把握制备原理，把握物质的性质以及相关反应方程式的书写．该题侧重考查铝、硅、钠及其化合物的性质．