题目内容

铝土矿(主要成分为Al2O3,还有少量杂质)是提取氧化铝的原料.提取氧化铝的工艺流程如下:
(1)请用离子方程式表示以上工艺流程中第①步反应:______.
(2)写出以上工艺流程中第③步反应的化学方程式:______.
(3)金属铝与氧化铁混合在高温下,会发生剧烈的反应.该反应的化学方程式______.请举一例该反应的用途______.
(4)电解熔融氧化铝制取金属铝,若有0.9mol电子发生转移.理论上能得到金属铝的质量是______.

解:(1)Ai2O3和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水,反应的实质是:Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O,故答案为:Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O;
(2)向偏铝酸钠中通入过量的二氧化碳可以生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,发生的反应为:NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3,故答案为:NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3
(3)金属铝在高温下可以和氧化铁发生铝热反应,获得金属铁,铁以铁水的形式生成,这样可以来焊接钢轨,故答案为:2Al+Fe2O32Fe+Al2O3;焊接铁轨;
(4)电解熔融氧化铝制取金属铝2Al2O34Al+3O2↑,反应转移电子为12mol,若有0.9mol电子发生转移,则能得到金属铝的质量是=8.1(g),故答案为:8.1g.
分析:Ai2O3和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水,向偏铝酸钠中通入过量的二氧化碳可以生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,氢氧化铝灼烧后会生成氧化铝,电解氧化铝熔融物可以得到金属铝,据此来回答相应的问题.
点评:本题涉及氧化铝的化学性质方面的知识,注意知识的迁移和应用是解题的关键,难度不大.
练习册系列答案
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(2010?绵阳模拟)铝土矿(主要成分为Al2O3、SiO2、Fe2O3)是提取氧化铝的原料.提取氧化铝的流程如下:

(1)滤液甲的主要成分是
NaOH、NaAl(OH)4(NaAlO2)、Na2SiO3[或氢氧化钠、铝酸钠(偏铝酸钠)、硅酸钠]
NaOH、NaAl(OH)4(NaAlO2)、Na2SiO3[或氢氧化钠、铝酸钠(偏铝酸钠)、硅酸钠]

(2)写出反应 II 的离子方程式:
CO2+2OH-═CO32-+H2O,CO2+3H2O+2AlO2-═2Al(OH)3↓+2H2O-+CO32-
CO2+2OH-═CO32-+H2O,CO2+3H2O+2AlO2-═2Al(OH)3↓+2H2O-+CO32-

(3)结合反应II,判断下列微粒结合质子 ( H+) 的能力,由强到弱的顺序是
bac
bac
(填字母序号)
a.AlO2-或Al(OH)4-      b.OH-        C.SiO32-
(4)取滤液甲少许,加入过量盐酸,过滤;再用惰性电极电解其滤液,两极均有气体产生,且全部逸出,在阴极区还有沉淀生成,最后沉淀部分消失.写出阴极的电极反应方程式
2H2O+2e-═2OH-+H2
2H2O+2e-═2OH-+H2
,沉淀部分消失的原因可用离子方程式表示为:
Al(OH)3+OH-═Al(OH)4-或Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O
Al(OH)3+OH-═Al(OH)4-或Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O

(5)取(4)电解以后的溶液 10.0mL,经分析,该溶液中只含有两种等物质的量浓度的碱性溶质,向其中逐滴加入0.100mol?L-1 盐酸溶液,当加入50.0mL 盐酸溶液时,生成的沉淀恰好溶解.请画出生成沉淀的物质的量与加入盐酸体积的关系图.
(2013?武汉模拟)工业上通常以铝土矿(主要成分为Al2O3,含有少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料制备无水氯化铝:
2Al2O3+6Cl2
  △  
.
 
4AlCl3+3O2↑.回答以下问题:
(1)画出Al的原子结构示意图
;Cl元素在元素周期表第
周期
ⅤⅡA
ⅤⅡA
族.
(2)为促进反应的进行,实际生产中需加入焦炭,其原因是
碳与O2反应,有利于反应正向进行
碳与O2反应,有利于反应正向进行

(3)加入焦炭后的化学反应可表示为Al2O3+C+Cl2
AlCl3+X↑,设计实验确定气体X的成分:
气体X可能为CO、CO2或两者的混合物,将生成气体依次通过澄清石灰水、灼热的CuO粉末,如溶液变浑浊,则X中存在CO2,如黑色CuO粉末变成红色粉末,则X中存在CO
气体X可能为CO、CO2或两者的混合物,将生成气体依次通过澄清石灰水、灼热的CuO粉末,如溶液变浑浊,则X中存在CO2,如黑色CuO粉末变成红色粉末,则X中存在CO

(4)在提纯AlCl3粗产品时,需加入少量铝粉,可使熔点较低的FeCl3转化为熔点较高的FeCl2,从而避免在AlCl3中混入铁的氯化物.该反应的化学方程式为
Al+3FeCl3=AlCl3+3FeCl2
Al+3FeCl3=AlCl3+3FeCl2

(5)以铝土矿为原料可以通过以下途径提纯氧化铝:
①写出滤液甲中溶质的化学式
NaAlO2、Na2SiO3、NaOH
NaAlO2、Na2SiO3、NaOH

②写出滤液乙中加入过量氨水得到Al(OH)3的离子方程式
Al3++3NH3?H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
Al3++3NH3?H2O=Al(OH)3↓+3NH4+

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