题目内容

12．工业上用铝土矿（成分为氧化铝、氧化铁）制取铝的流程如图：
请回答下列问题：
（1）操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ都用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒．
（2）写出滤液A中一种溶质与过量NaOH溶液反应进入滤液B中的离子方程式Al3++4OH-=AlO2-+2H2O．
（3）若步骤①中没有过滤操作而直接进入步骤②，对后面操作将产生的影响是步骤①不溶物SiO2在步骤②中被NaOH溶解，最后得到的Al2O3中含有SiO2．
（4）写出由溶液B生成Al（OH）3的离子方程式：2AlO2-+CO2+3H2O═2Al（OH）3↓+CO32-．
（5）工艺流程中涉及氧化还原反应的化学方程式为2Al2O3（熔融）$\frac{\underline{\;冰晶石\;}}{电解}$4Al+3O2↑．
（6）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）．

分析 铝土矿中氧化铝和氧化铁，向铝土矿中加入过量盐酸溶液，发生反应Al2O3+6H+═2Al3++3H2O，氧化铁溶于盐酸溶液，Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，发生反应然后过滤，得到溶液A而我AlCl3、FeCl3，加入过量的氢氧化钠溶液，过滤得到溶液B为NaOH、NaAlO2混合溶液，沉淀C为Fe（OH）3，向溶液B中通入CO2，发生反应2AlO2-+CO2+3H2O=2Al（OH）3↓+CO32-、2OH-+CO2=CO32-+H2O，然后过滤得到沉淀Al（OH）3和Na2CO3溶液，向溶液中加入CaO，发生反应Na2CO3+CaO+H2O═2NaOH+CaCO3↓，然后Ⅲ为过滤，过滤得到沉淀CaCO3和滤液E为NaOH，将NaOH循环利用；将Al（OH）3加热得到Al2O3，电解熔融Al2O3得到Al．
（1）操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ都是过滤，以此判断使用仪器；
（2）滤液A中一种溶质AlCl3与过量NaOH溶液反应进入滤液B中生成偏铝酸钠；
（3）不溶物SiO2能被NaOH溶解；
（4）溶液B为NaOH、NaAlO2混合溶液，溶液中通入CO2生成Al（OH）3沉淀和Na2CO3；
（5）只有电解熔融Al2O3的反应属于氧化还原反应；
（6）生成的CaCO3受热分解得到CaO、CO2，可见CaO、CO2可循环使用，操作Ⅰ所得的Fe2O3和电解熔融Al2O3得到的O2为副产品．

解答 解：（1）操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ都是过滤，过滤需要烧杯、漏斗、玻璃棒，
故答案为：烧杯、普通漏斗、玻璃棒；
（2）滤液A中一种溶质AlCl3与过量NaOH溶液反应进入滤液B中生成偏铝酸钠，其离子方程式为Al3++4OH-=AlO2-+2H2O，
故答案为：Al3++4OH-=AlO2-+2H2O；
（3）步骤①不溶物SiO2在步骤②中被NaOH溶解，最后得到的Al2O3中含有SiO2导致氧化铝不纯，
故答案为：步骤①不溶物SiO2在步骤②中被NaOH溶解，最后得到的Al2O3中含有SiO2；
（4）溶液B为NaOH、NaAlO2混合溶液，向溶液B中通入CO2，发生反应2AlO2-+CO2+3H2O=2Al（OH）3↓+CO32-、2OH-+CO2=CO32-+H2O，由溶液B生成Al（OH）3的离子方程式2AlO2-+CO2+3H2O═2Al（OH）3↓+CO32-，
故答案为：2AlO2-+CO2+3H2O═2Al（OH）3↓+CO32-；
（5）只有电解熔融Al2O3的反应属于氧化还原反应，反应的方程式为2Al2O3（熔融） $\frac{\underline{\;冰晶石\;}}{通电}$4Al+3O2↑，
故答案为：2Al2O3（熔融）$\frac{\underline{\;冰晶石\;}}{通电}$4Al+3O2↑；
（6）生成的CaCO3受热分解得到CaO、CO2，可见CaO、CO2可循环使用，操作Ⅰ所得的Fe2O3和电解熔融Al2O3得到的O2为副产品，
故答案为：CaO和CO2；Fe2O3和O2．

点评 本题考查物质分离和提纯，侧重考查学生分析及知识运用能力，明确物质性质及基本操作方法、反应原理即可解答，知道常见元素化合物知识及常见离子检验方法，题目难度中等．

练习册系列答案
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