Question

铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，如图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：

已知：①铝土矿的主要成分是Al₂O₃，此外还含有少量SiO₂、Fe₂O₃等杂质；
②溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应，生成硅铝酸盐沉淀，化学方程式为：2Na₂SiO₃+2NaAlO₂+2H₂O═Na₂Al₂Si₂O₈↓+4NaOH．
（1）铝土矿在溶解前通常先将矿石粉碎，这样做的优点：

 

（2）写出向铝土矿中加入足量氢氧化钠溶液后，该步操作中发生反应的离子方程式：

 

；

 

．
（3）滤渣A的主要成分为

 

；实验室过滤时使用到的玻璃仪器有：烧杯，普通漏斗和

 

．
（4）在工艺流程第三步中通入过量二氧化碳使铝元素转化为沉淀，该反应的离子方程式为

 

．
（5）若将铝溶解，下列试剂中最好选用

 

（填字母）．
A．浓硫酸　　　　B．稀硫酸　　　　C．稀硝酸．

Answer 1

考点：镁、铝的重要化合物,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：元素及其化合物

分析：（1）铝土矿在溶解前通常先将矿石粉碎，增大接触面积，加快反应速率；
（2）氧化铝、二氧化硅与NaOH溶液反应均生成盐和水；
（3）只有氧化铁与碱不反应，结合信息②可知还生成Na₂Al₂Si₂O₈，实验室过滤时使用到的玻璃仪器有：烧杯，普通漏斗和玻璃棒；
（4）第三步中，选用二氧化碳作酸化剂，可将Al元素全部转化为沉淀，离子方程式为：AlO₂^-+2H₂O+CO₂═HCO₃^-+Al（OH）₃↓；
（5）根据Al的化学性质及不生成有毒气体来解答．

解答： 解：（1）铝土矿在溶解前通常先将矿石粉碎，增大接触面积，加快反应速率，所以这样做的优点为加快溶解铝土矿的速率，故答案为：加快溶解铝土矿的速率；
（2）氧化铝、二氧化硅与NaOH溶液反应均生成盐和水，离子反应分别为Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O、SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O，
故答案为：Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O；SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O；
（3）只有氧化铁与碱不反应，结合信息②可知还生成Na₂Al₂Si₂O₈，则滤渣A的主要成分为Fe₂O₃、Na₂Al₂Si₂O₈，实验室过滤时使用到的玻璃仪器有：烧杯，普通漏斗和玻璃棒；故答案为：Fe₂O₃、Na₂Al₂Si₂O₈；玻璃棒；
（4）经过足量氢氧化钠溶液的溶解，大部分铝元素均以NaAlO₂的形式存在于滤液中，通入过量二氧化碳可以将NaAlO₂完全转化为Al（OH）₃，所以第三步中，选用二氧化碳作酸化剂的原因为将NaAlO₂完全转化为Al（OH）₃，离子方程式为：AlO₂^-+2H₂O+CO₂═HCO₃^-+Al（OH）₃↓，故答案为：AlO₂^-+2H₂O+CO₂═HCO₃^-+Al（OH）₃↓；
（5）因铝与浓硫酸在常温下发生钝化，加热溶解会产生有毒气体SO₂，原料利用率低；稀硝酸能溶解铝但会产生NO气体，污染空气，硝酸利用率低；而铝与稀硫酸反应速率较快，产生的H₂对空气无污染，则选稀硫酸溶解Al最好，
故答案为：B；

点评：本题考查Al的化学性质，注意把握流程中发生的化学反应为解答的关键，注重信息与所学知识的结合分析解决问题，侧重知识迁移应用能力的考查，题目难度中等．