Question

13．铝是地壳中含量最多的金属元素，1854年法国化学家德维尔用金属钠还原氯化钠和氯化铝的复盐，获得了金属铝单质．1886年，美国人豪尔和法国人海郎特，分别独立地电解熔融的氧化铝和冰晶石的混合物，制得了金属铝，奠定了今天大规模生产铝的基础．（SiO₂属原子晶体，常温下与NaOH反应的速率很慢）．
工业生产金属铝的原料是铝土矿（主要成分为Al₂O₃，另含有Fe₂O₃和SiO₂），工业中得到较纯氧化铝的过程如图1所示：

试回答下列问题：
（1）经分析不溶物A的主要成分为Fe₂O₃．
（2）工业上电解炼铝的化学方程式为：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，若电路中通过1mol电子，可以得到铝9g
（3）为了提高综合经济效益，实际工业生产中常将上述反应中的相关物质循环利用．其部分转化关系如图2所示：

①上述转化中未涉及到四种基本反应类型中的置换反应反应；
②写出转化③的化学方程式（该反应在工业生产中称为苛化法）Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH．
（4）科学研究表明，人体过量吸入铝元素会严重危害身体健康．请你结合实际提出二条杜绝铝元素过量吸入的措施：不用铝制品作炊具，不用铝箔包装食品等．

Answer 1

分析 铝土矿（主要成分为Al₂O₃，另含有Fe₂O₃和SiO₂），加入氢氧化钠溶液，过滤得溶液A为偏铝酸钠溶液和硅酸钠溶液的混合物，沉淀A为氧化铁，溶液A中通入二氧化碳得不溶物B为氢氧化铝沉淀和溶液B为碳酸钠溶液，氢氧化铝受热分解得氧化铝，
（1）氧化铝、二氧化硅均可以和氢氧化钠发生反应，氧化铁和氢氧化钠之间不反应，据此来确定难溶物的成分；
（2）工业上电解熔融的氧化铝来获取金属铝，根据化学方程式结合电子转移计算生成金属铝的量；
（3）①根据每一步转化发生的反应确定所属的反应类型；
②碳酸钠可以和强碱氢氧化钙之间发生复分解反应；
（4）在涉及到食物包装及其含有铝元素的药品时要注意尽可能的避免．

解答 解：（1）氧化铝、二氧化硅均可以和氢氧化钠发生反应，氧化铁和氢氧化钠之间不反应，所以不溶物A的主要成分为Fe₂O₃，
故答案为：Fe₂O₃；
（2）工业上电解熔融的氧化铝来获取金属铝，即2Al₂O₃$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，根据化学方程式，电子转移为12mol生成金属铝是4mol，所以若电路中通过1mol电子，可以得到铝的质量是$\frac{4}{12}×27$=9g，
故答案为：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Al+3O₂↑；9；
（3）①溶液B是碳酸钠，可以和氢氧化钙发生复分解反应生成碳酸钙和氢氧化钠，所以X是碳酸钙，Y是氧化钙，Z是氢氧化钙，涉及到了分解反应、化合反应以及复分解反应，不涉及置换反应，
故答案为：置换反应；
②流程中③的化学方程式为：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH，属于复分解反应，
故答案为：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；
（4）在涉及到食物包装及其含有铝元素的药品时要注意尽可能的避免，如：不用铝制品作炊具，不用铝箔包装食品等，
故答案为：不用铝制品作炊具，不用铝箔包装食品等．

点评 本题考查学生铁以及化合物的性质、二氧化硅以及金属铝的化合物的性质知识，属于综合知识的考查，难度不大．