铝合金是一种重要的无机功能材料.月宫中“玉兔 .深海中的“蛟龙 .都离不开它.工业上用铝土矿(主要成分是Al2O3.常含有SO2.MgO.Fe2O3等杂质)冶炼铝的主要流程如下图所示:根据以上信息回答下列问题:(1)写出步骤①中涉及Al2O3的离子方程式 ,沉淀甲的主要成分: ．(2)该流程中用到几次过滤操作.过滤过程中用到的玻璃仪器出� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

铝合金是一种重要的无机功能材料，月宫中“玉兔”，深海中的“蛟龙”，都离不开它，工业上用铝土矿（主要成分是Al₂O₃，常含有SO₂，MgO，Fe₂O₃等杂质）冶炼铝的主要流程如下图所示：

根据以上信息回答下列问题：
（1）写出步骤①中涉及Al₂O₃的离子方程式

；沉淀甲的主要成分：

（填化学式）．
（2）该流程中用到几次过滤操作，过滤过程中用到的玻璃仪器出了漏斗、烧杯之外，还有

；洗涤沉淀的操作方法为

．
（3）写出滤液2通入过量的CO₂，的化学方程式：

，检验滤液3中阳离子的方法为

．
（4）工业上采用电解装置制取活泼金属铝，若阳极产生的氧气全部与石墨电极反应生成CO和CO₂气体，若生产中每生成8.1g的Al，阳极损失石墨3.0g，则理论上产生CO的物质的量是

．

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,金属冶炼的一般原理,金属的回收与环境、资源保护

专题：实验设计题

分析：工业上用铝土矿（主要成分是Al₂O₃，常含有SO₂，MgO，Fe₂O₃等杂质），由流程可知，加过量盐酸溶解后，MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃和HCl反应溶解，而SiO₂和HCl不反应，不能溶解，滤渣为SiO₂；然后滤液1中加入烧碱，生成沉淀甲为Fe（OH）₃、Mg（OH）₂，滤液2中大量存在的阴离子是AlO₂^-、Cl^-、OH^-，通入二氧化碳反应生成沉淀乙为Al（OH）₃，滤液3中含NaCl、NaHCO₃，氢氧化铝分解生成氧化铝，氧化铝电解生成Al，以此来解答．

解答： 解：工业上用铝土矿（主要成分是Al₂O₃，常含有SO₂，MgO，Fe₂O₃等杂质），由流程可知，加过量盐酸溶解后，MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃和HCl反应溶解，而SiO₂和HCl不反应，不能溶解，滤渣为SiO₂；然后滤液1中加入烧碱，生成沉淀甲为Fe（OH）₃、Mg（OH）₂，滤液2中大量存在的阴离子是AlO₂^-、Cl^-、OH^-，通入二氧化碳反应生成沉淀乙为Al（OH）₃，滤液3中含NaCl、NaHCO₃，氢氧化铝分解生成氧化铝，氧化铝电解生成Al，
（1）步骤①中涉及Al₂O₃的离子方程式为Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O，生成沉淀甲为Fe（OH）₃、Mg（OH）₂，
故答案为：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；Fe（OH）₃、Mg（OH）₂；
（2）过滤需要烧杯、漏斗、玻璃棒等，洗涤沉淀的操作方法为向过滤器中注入水浸没沉淀，使水自然流下，重复2～3次，
故答案为：玻璃棒；向过滤器中注入水浸没沉淀，使水自然流下，重复2～3次；
（3）滤液2通入过量的CO₂的化学方程式为NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃，检验滤液3中阳离子钠离子的方法为焰色反应，
故答案为：NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃；焰色反应；
（4）n（Al）=

8.1g

27g/mol

=0.3mol，n（C）=

12g

=0.25mol，设CO、CO₂的物质的量为x、y，
由电子守恒和原子守恒可知，

2x+4y=0.3×3

x+y=0.25

，解得x=0.05mol，
理论上产生CO的物质的量是0.05mol，
故答案为：0.05mol．

点评：本题考查混合物分离提纯的综合应用，为高频考点，把握流程及流程中反应、混合物分离方法等为解答的关键，侧重分析与实验能力的综合考查，题目难度中等．