题目内容

16.某课外小组研究铝土矿中Al2O3的含量.已知铝土矿的主要成分是Al2O3,杂质是Fe2O3、SiO2等.从铝土矿中提取Al2O3的过程如下:

(1)固体B的主要成分是Fe2O3(填化学式).
(2)流程①②③中涉及分离溶液与沉淀的实验方法是过滤(填操作名称).
(3)第②步生成固体C的离子方程式是SiO32-+2H+=H2SiO3↓;
(4)第③步中选用的最佳试剂是氨水(填序号),发生反应的离子方程式是Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4+.
a.NaOH溶液          b.氨水       c.盐酸
(5)工业上制取AlCl3用Al2O3与C、Cl2在高温条件下反应,每消耗0.5mol 碳单质,转移1mol电子,反应的化学方程式是Al2O3+3Cl2+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2AlCl3+3CO.

分析 向铝土矿中加入足量烧碱溶液后,氧化铝是两性氧化物,既溶液强酸又溶于强碱,Fe2O3不溶于碱,SiO2溶于强碱,则在①得到滤液中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子,滤渣为氧化铁.②为盐酸,除去硅酸根离子,将偏铝酸根离子转化为铝离子,进入滤液.试剂③为氨水,将铝离子转化为氢氧化铝沉淀,氢氧化铝加热分解得氧化铝;由此分析解答.

解答 解:(1)Fe2O3与氢氧化钠溶液不反应,过滤后固体B即为Fe2O3,故答案为:Fe2O3;
(2)Al2O3和SiO2溶于足量的氢氧化钠溶液,Fe2O3与氢氧化钠溶液不反应,因此第①步涉及的分离实验方法是过滤;而②硅酸钠和偏铝酸钠溶液中加入过量的盐酸,生成氯化铝和硅酸,硅酸不溶于水,用过滤的方法,氯化铝溶液中滴加过量的氨水生成难溶于水的氢氧化铝,也有过滤的方法,所以流程①②③中涉及分离溶液与沉淀的实验方法,故答案为:过滤;
(3)第②步是硅酸根离子与氢离子反应生成硅酸,离子反应方程式为:SiO32-+2H+=H2SiO3↓,故答案为:SiO32-+2H+=H2SiO3↓;
(4)由于氢氧化铝溶于强碱性溶液,因此选用弱碱氨水将铝离子转化为氢氧化铝沉淀,发生反应的离子方程式是 Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4+,
故答案为:氨水; Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4+;
(5)Cl2有强氧化性,碳具有还原性,每消耗0.5 mol 碳单质,转移1mol电子,这说明反应中碳失去2个电子,即氧化产物是CO,所以反应的化学方程式是Al2O3+3Cl2+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2AlCl3+3CO,故答案为:Al2O3+3Cl2+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2AlCl3+3CO.

点评 本题以框图题形式考查铝的化合物的性质,清楚提取的操作过程原理,能熟练对知识迁移进行综合运用是解答的关键,题目难度中等.

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