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【题目】工业上用铝土矿(主要成分为A1203,还含有Fe203、Si02)提取氧化铝,冶炼铝的原料,提取的操作过程如下:

请回答下列问题:

(1)写出步骤①中发生反应的离子方程式_______;滤渣①的成分为________。

(2)写出步骤②中生成含铝化合物的化学方程式__________________;能否将此步骤中的NaOH 溶液更换为氨水?_________(填“能”或“不能”)。若不能,请说明理由:_________(若能,则此空不答)。

(3)步骤③中的X 为______(填化学式),发生反应的离子方程式为_______。

(4)若铝土矿的质量为mkg,最后得到A12O3的质量为nkg(忽略提取过程中铝元素的损失),则铝土矿中铝元素的质量分数为_____________(用含m、n 的代数式表示)。

【答案】 Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Al2O3+6H+=2Al3++3H2O SiO2 AlCl3+4NaOH=3NaCl+ Na[Al(OH)]4或AlC13+4NaOH=3NaCl+NaAlO2+2H2O 不能 若用氨水,Fe3+与Al3+均沉淀,无法将二者分离 CO2 CO2+[Al(OH)4]-=Al(OH)3↓+HCO3-

【解析】(1)二氧化硅与盐酸不反应,氧化铝和氧化铁与盐酸反应,则步骤①中发生反应的离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Al2O3+6H+=2Al3++3H2O;滤渣①的成分为Si02。(2)滤液1中含有氯化铝,和足量氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,铁离子转化为氢氧化铁沉淀,因此步骤②中生成含铝化合物的化学方程式为AlCl3+4NaOH=3NaCl+Na[Al(OH)]4或AlC13+4NaOH=3NaCl+NaAlO2+2H2O;氨水是弱碱,不能溶解氢氧化铝,若用氨水,Fe3+与Al3+均沉淀,无法将二者分离;(3)滤渣2是氢氧化铁,滤液2中含有偏铝酸钠,通入足量CO2生成氢氧化铝沉淀,发生反应的离子方程式为CO2+[Al(OH)4]-=Al(OH)3↓+HCO3-。(4)若铝土矿的质量为mkg,最后得到A12O3的质量为nkg(忽略提取过程中铝元素的损失),则根据原子守恒可知铝土矿中铝元素的质量分数为。

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