Question

16．某同学设计用铝土矿（主要成分是Al₂O₃•xH₂O、Fe₂O₃、SiO₂ 等）提纯Al₂O₃做冶炼铝的原料．提取时操作过程表示如下：

（1）写出下列反应的离子方程式：
①在滤液A中加过量NaOH：Al³⁺+4OH^-═[Al（OH）₄]^-、Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓；
②在滤液B中通入适量CO₂：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
（2）Al₂O₃熔点（2045℃）很高，工业上用冰晶石作熔剂，电解熔融的Al₂O₃，其化学方程式是2Al₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;电解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑．

Answer 1

分析 铝土矿的主要成分是Al₂O₃•xH₂O、Fe₂O₃、SiO₂ 等，由流程可知，先加过量盐酸，SiO₂和盐酸不反应，滤液中含铁离子、铝离子，再加氢氧化钠溶液，沉淀为氢氧化铁，滤液B为偏铝酸钠，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，沉淀氢氧化铝加热生成氧化铝，以此来解答．

解答 解：铝土矿的主要成分是Al₂O₃•xH₂O、Fe₂O₃、SiO₂ 等，由流程可知，先加过量盐酸，SiO₂和盐酸不反应，滤液中含铁离子、铝离子，再加氢氧化钠溶液，沉淀为氢氧化铁，滤液B为偏铝酸钠，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，沉淀氢氧化铝加热生成氧化铝，
（1）氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和水，反应方程式为Al₂O₃+6HCl═2AlCl₃+3H₂O，
氧化铁与盐酸反应生成氯化铁与水，反应方程式为 Fe₂O₃+6HCl═2Fe₂Cl₃+3H₂O．
氯化铝与氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠与氯化钠，反应方程式为AlCl₃+4NaOH═Na〔Al（OH）₄〕+3NaCl，
氯化铁与氢氧化钠反应生成氢氧化铁和氯化钠，反应方程式为FeCl₃+3NaOH═Fe（OH）₃↓+3NaCl．
①在滤液A中加过量NaOH的离子反应为Al³⁺+4OH^-═[Al（OH）₄]^-、Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓，
故答案为：Al³⁺+4OH^-═[Al（OH）₄]^-、Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓；
②在滤液B中通入适量CO₂的离子反应为AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（2）电解熔融的Al₂O₃的化学方程式是2Al₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;电解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑，故答案为：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;电解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑．

点评 本题考查混合物分离提纯，侧重于学生的分析能力的考查，为高考常见题型，注意把握流程中的反应为解答该类题目的关键，注意元素化合物知识的综合应用，题目难度不大．