Question

3．Na、Al、Fe是生活中常见的金属元素．
（1）工业上以铝土矿（主要成分Al₂O₃•3H₂O）为原料生产铝，主要包括下列过程：
①将粉碎、筛选后的铝土矿溶解在氢氧化钠溶液中；
②通入过量二氧化碳使①所得溶液中析出氢氧化铝固体；③使氢氧化铝脱水生成氧化铝；④电解熔融氧化铝生成铝．
写出②所涉及离子反应方程式：AlO₂^-+2H₂O+CO₂═Al（OH）₃↓+HCO₃^-，蒸干AlCl₃溶液不能得到无水AlCl₃，使SOCl₂与AlCl₃•6H₂O混合并加热，可得到无水AlCl₃，用化学方程式解释：6SOCl₂+AlCl₃•6H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$12HCl+6SO₂↑+AlCl₃．
（2）铁在地壳中的含量约占5%左右．铁矿石的种类很多，重要的有磁铁矿石、赤铁矿石等．红热的铁能跟水蒸气反应，则其反应的化学方程式为3Fe+4H₂O（g） $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．生成的黑色物质溶于酸后，加入KSCN溶液，见不到血红色产生，其原因是Fe₃O₄+8H⁺═Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺（用离子方程式解释）．工业炼铁常用赤铁矿与Al在高温下反应制备，写出该反应的方程式：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃．
（3）钠的化合物中，其中纯碱显碱性的原因是CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-（用离子方程式解释），向饱和的纯碱溶液中通入过量的二氧化碳所产生现象晶体（或沉淀）析出，该物质是NaHCO₃．（写化学式）

Answer 1

分析 （1）偏铝酸钠可以和过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，根据离子方程式的书写方法来书写；根据“SOCl₂是一种液态化合物，与水发生剧烈的非氧化还原反应，生成两种有刺激性气味的气体、使SOCl₂与AlCl₃•6H₂O混合并加热，可得到无水AlCl₃”写出SOCl₂与AlCl₃•6H₂O混合加热发生反应的化学方程式；
（2）红热的铁能与水蒸气发生反应，生成Fe₃O₄和一种可燃性气体，可燃气体为氢气；黑色的物质溶于酸后，加入KSCN，见不到血红色产生，说明溶液中无亚铁离子，可能是黑色固体物质中含有单质铁，或者溶于还原性的酸；铝热反应方程式为：2Al+Fe₂O₃=2Fe+Al₂O₃；
（3）钠的化合物中纯碱是强碱弱酸盐，碳酸钠水解而使溶液呈碱性；向饱和的纯碱溶于中通入过量的二氧化碳反应生成碳酸氢钠．

解答 解：（1）偏铝酸钠可以和过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，即AlO₂^-+2H₂O+CO₂═Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
SOCl₂是一种液态化合物，与水发生剧烈的非氧化还原反应，生成两种有刺激性气味的气体，该两种气体应该为氯化氢和二氧化硫；使SOCl₂与AlCl₃•6H₂O混合并加热，可得到无水AlCl₃，反应生成、氯化铝、二氧化硫和氯化氢气体，所以SOCl₂与AlCl₃•6H₂O混合加热发生反应的化学方程式：6SOCl₂+AlCl₃•6H₂O  $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$12HCl+6SO₂↑+AlCl₃，
故答案为：AlO₂^-+2H₂O+CO₂═Al（OH）₃↓+HCO₃^-；6SOCl₂+AlCl₃•6H₂O  $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$12HCl+6SO₂↑+AlCl₃；
（2）红热的铁能与水蒸气发生反应，生成Fe₃O₄和氢气，反应为3Fe+4H₂O（g） $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，黑色的物质溶于酸后，加入KSCN，见不到血红色产生，说明溶液中无亚铁离子，可能是黑色固体物质中含有单质铁，或者溶于还原性的酸，反应方程式为：Fe₃O₄+8H⁺═Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O，Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，或者Fe₃O₄+8H⁺+2I^-=3Fe²⁺+4H₂O+I₂，铝热反应方程式为：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃，
故答案为：3Fe+4H₂O（g） $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；Fe₃O₄+8H⁺═Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺或者Fe₃O₄+8H⁺+2I^-=3Fe²⁺+4H₂O+I₂；2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃；
（3）纯碱是强碱弱酸盐，在纯碱溶液中CO₃^2-易水解生成氢氧根离子：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，导致溶液呈碱性；
向饱和的纯碱溶液中通入过量的二氧化碳，发生反应生成碳酸氢钠，反应的离子反应为：CO₂+H₂O+2Na⁺+CO₃^2-=2NaHCO₃↓，则会有NaHCO₃晶体（或沉淀）析出，
故答案为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；晶体（或沉淀）析出；NaHCO₃．

点评 本题考查较为综合，涉及盐的水解原理、离子方程式、化学方程式书写等知识，题目难度中等，明确常见元素及其化合物性质为解答关键，试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力．