题目内容
工业上用铝土矿（含氧化铝、氧化铁）制取铝的过程如下：
请回答下列问题：
（1）沉淀C的化学式为 ，C与金属Al可以在高温下发生一反应可用于焊接铁轨．则该反应的化学方程式为 ．
（2）操作Ⅰ、操作Ⅱ和操作Ⅲ都是 （填操作名称），实验室要洗涤Al（OH）3沉淀，洗涤方法是 ．
（3）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 （填化学式）．用此法制取铝的副产品是 （填化学式）．
（4）金属铝的生产是以Al2O3为原料，在熔融状态下进行电解：2Al2O3
4Al+3O2↑，电解熔融的氧化铝，若得到标准状况下11.2L O2，则同时生成 g铝．下列有关此工艺的说法合理的是
A．冰品石（Na3AlF6）的作用是降低Al2O3的熔化温度
B．电解生成的金属铝是在熔融液的上层
C．电解过程中的电极材料可以为金属材料
D．铝是高耗能产品，废旧铝材的回收后制成氧化铝比较合理
（5）若铝土矿中还含有二氧化硅，此生产过程中得到的氧化铝将混有杂质： （填化学式）．
请回答下列问题：
（1）沉淀C的化学式为
（2）操作Ⅰ、操作Ⅱ和操作Ⅲ都是
（3）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
（4）金属铝的生产是以Al2O3为原料，在熔融状态下进行电解：2Al2O3
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| 通电，Na3AlF6 |
A．冰品石（Na3AlF6）的作用是降低Al2O3的熔化温度
B．电解生成的金属铝是在熔融液的上层
C．电解过程中的电极材料可以为金属材料
D．铝是高耗能产品，废旧铝材的回收后制成氧化铝比较合理
（5）若铝土矿中还含有二氧化硅，此生产过程中得到的氧化铝将混有杂质：
考点：制备实验方案的设计,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：根据流程图，氧化铝可以和氢氧化钠反应得到偏铝酸钠，氧化铁和氢氧化钠不反应，所以B是偏铝酸钠溶液，C是氧化铁，实现固体和液体的分离的方法是过滤，氢氧化铝受热分解得到氧化铝和水，电解氧化铝得到的是金属铝和氧气，
（1）氧化铝可以和氢氧化钠反应得到偏铝酸钠，氧化铁和氢氧化钠不反应，据此回答；
（2）实现固体和液体的分离的方法是过滤，沉淀的洗涤方法：向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀，使水自然流完，重复操作2～3次；
（3）据流程图中的物质转化得出循环使用的物质；
（4）根据化学反应方程式进行计算；
A、Al2O3的熔点很高，加入冰晶石可以降低熔化温度；
B、冰晶石（Na3AlF6）与氧化铝熔融物密度比铝的小；
C、电解池中是金属做阳极，将参与电极反应；
D、根据氯元素的存在形式和性质来判断．
（5）根据二氧化硅的性质进行回答．
（1）氧化铝可以和氢氧化钠反应得到偏铝酸钠，氧化铁和氢氧化钠不反应，据此回答；
（2）实现固体和液体的分离的方法是过滤，沉淀的洗涤方法：向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀，使水自然流完，重复操作2～3次；
（3）据流程图中的物质转化得出循环使用的物质；
（4）根据化学反应方程式进行计算；
A、Al2O3的熔点很高，加入冰晶石可以降低熔化温度；
B、冰晶石（Na3AlF6）与氧化铝熔融物密度比铝的小；
C、电解池中是金属做阳极，将参与电极反应；
D、根据氯元素的存在形式和性质来判断．
（5）根据二氧化硅的性质进行回答．
解答：
解：根据流程图，氧化铝可以和氢氧化钠反应得到偏铝酸钠，氧化铁和氢氧化钠不反应，所以B是偏铝酸钠溶液，C是氧化铁，实现固体和液体的分离的方法是过滤，氢氧化铝受热分解得到氧化铝和水，电解氧化铝得到的是金属铝和氧气，
（1）因Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O，而Fe2O3不与NaOH溶液发生反应，因此过滤得到的沉淀C为Fe2O3，利用Fe2O3发生铝热反应制取Fe，即2Al+Fe2O3
Al2O3+2Fe，故答案为：Fe2O3；2Al+Fe2O3
Al2O3+2Fe；
（2）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均是除去不溶于液体的固体，即过滤，洗涤方法是向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀，使水自然流完，重复操作2～3次，
故答案为：过滤；向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀，使水自然流完，重复操作2～3次；
（3）据流程图可看出循环使用的物质除NaOH、H2O外，还有CaCO3
CaO+CO2↑，CaO与CO2也可循环使用；制取Al同时得到Fe2O3和O2，
故答案为：CaO和CO2；Fe2O3和O2；
（4）2Al2O3（熔融）
4Al+3O2↑，n（O2）=0.5mol，则m（Al）=
×0.5mol×27g/mol=18g；
A、Al2O3的熔点很高，熔化得需要较多能量，加入冰晶石可以降低熔化温度，故A正确；
B、由于冰晶石（Na3AlF6）与氧化铝熔融物密度比铝的小，所以铝在熔融液的下层，故B错误；
C、电解过程中如果是金属做阳极，将参与电极反应，故C错误；
D、电解产生的铝要尽量以单质形式存在，所以将回收铝做成铝锭最好，故D错误．
故答案为：18；A；
（5）铝土矿中含有二氧化硅，可以和氢氧化钠反应生成硅酸钠溶液，向其中通二氧化碳可以得到硅酸沉淀，硅酸受热分解得到二氧化硅，所以生产过程中得到的氧化铝将混有杂质二氧化硅，故答案为：SiO2．
（1）因Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O，而Fe2O3不与NaOH溶液发生反应，因此过滤得到的沉淀C为Fe2O3，利用Fe2O3发生铝热反应制取Fe，即2Al+Fe2O3
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（2）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均是除去不溶于液体的固体，即过滤，洗涤方法是向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀，使水自然流完，重复操作2～3次，
故答案为：过滤；向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀，使水自然流完，重复操作2～3次；
（3）据流程图可看出循环使用的物质除NaOH、H2O外，还有CaCO3
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故答案为：CaO和CO2；Fe2O3和O2；
（4）2Al2O3（熔融）
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A、Al2O3的熔点很高，熔化得需要较多能量，加入冰晶石可以降低熔化温度，故A正确；
B、由于冰晶石（Na3AlF6）与氧化铝熔融物密度比铝的小，所以铝在熔融液的下层，故B错误；
C、电解过程中如果是金属做阳极，将参与电极反应，故C错误；
D、电解产生的铝要尽量以单质形式存在，所以将回收铝做成铝锭最好，故D错误．
故答案为：18；A；
（5）铝土矿中含有二氧化硅，可以和氢氧化钠反应生成硅酸钠溶液，向其中通二氧化碳可以得到硅酸沉淀，硅酸受热分解得到二氧化硅，所以生产过程中得到的氧化铝将混有杂质二氧化硅，故答案为：SiO2．
点评：本题是一道物质的制备的实验方案设计题，考查学生物质的性质以及除杂等知识，注意知识的归纳和梳理是解题的关键，难度中等．
练习册系列答案
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NA代表阿伏伽德罗常数，下列说法正确的是（ ）
| A、2.3克金属钠变为钠离子失去的电子数目为0.1NA |
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