Question

铝土矿的主要成分是Al₂O₃，还含有Fe₂O₃、SiO₂等杂质．从铝土矿中提取氧化铝的流程如图所示：

（1）操作1的名称是

 

，所需要的主要玻璃仪器有：

 

．
（2）试剂A是

 

；（用化学式回答）．
（3）溶液b与试剂B反应的离子方程式为

 

．
（4）请写出铝土矿加入足量NaOH溶液所发生的有关反应化学方程式：

 

，

 

（5）某同学认为可以向溶液a中通入的是过量的CO₂，然后直接将得到的滤渣b煅烧后也可得到Al₂O₃，而且可以简化上述提取氧化铝的流程．你认为该同学的看法合理吗？

 

（填“合理”或“不合理”）理由是：

 

．（若认为合理该问题可以不回答）
（6）电解熔融的氧化铝可制备金属铝：2Al₂O₃

电解  .

4Al+3O₂↑．若在标准状况下生成2.24L的氧气，则该反应转移的电子数为

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：SiO₂和盐酸不反应，Fe₂O₃和氢氧化钠不反应而氧化铝能，该工艺流程原理为：铝土矿加入氢氧化钠，得到滤液a中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，沉淀a为氧化铁，a溶液加入过量为酸溶液，除去硅酸根离子，将偏铝酸根离子转化为铝离子，进入滤液b中，加过量氨水生成氢氧化铝沉淀，加热分解得氧化铝．电解熔融的氧化铝可制备金属铝，阳极生成氧气，阴极生成铝，据此分析和计算．

解答： 解：（1）分离不溶物和溶液的操作为过滤，铝土矿加入氢氧化钠，得到滤液a中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，沉淀a为氧化铁，故采用过滤的方法分离，过滤所用仪器为：铁架台、漏斗、玻璃棒、烧杯，故答案为：过滤；铁架台、玻璃棒、漏斗、烧杯；
（2）铝土矿与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，加入盐酸或硝酸等酸性溶液可除去硅酸根离子，故答案为：HCl；
（3）滤液b中含有铝离子、过量的盐酸，要使铝离子沉淀，需加入过量氨水，氨水和盐酸反应生成氯化铵，氨水和氯化铝反应生成氯化铵和氢氧化铝沉淀，反应的方程式为HCl+NH₃?H₂O=NH₄Cl+H₂O，AlCl₃+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄Cl，
故答案为：HCl+NH₃?H₂O=NH₄Cl+H₂O，AlCl₃+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄Cl；
（4）铝土矿的主要成分是Al₂O₃，还含有Fe₂O₃、SiO₂等杂质，其中氧化铝、二氧化硅和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和硅酸钠，反应的方程式为：Al₂O₃+2NaOH═2NaAlO₂+H₂O、SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O；
故答案为：Al₂O₃+2NaOH═2NaAlO₂+H₂O；SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O；
（5）滤液a中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，向溶液a中通入的是过量的CO₂，生成氢氧化铝沉淀和硅酸沉淀，然后直接将得到的滤渣b煅烧后得到氧化铝和二氧化硅，则Al₂O₃中含有SiO₂杂质，故答案为：不合理；Al₂O₃中含有SiO₂杂质；
（6）电解熔融的氧化铝可制备金属铝，阳极生成氧气，阴极生成铝，阳极反应为2O^2--4e^-=O₂↑，
    2O^2--4e^-=O₂↑
      4mol 22.4L
       n    2.24L
n=

4mol×2.24L

22.4L

=0.4mol，故转移电子0.4N_A，
故答案为：0.4N_A．

点评：本题考查较为综合，涉及物质的制备方案的设计与评价，注意把握制备原理的比较，把握物质的性质以及相关反应方程式的书写，难度中等．