题目内容

【题目】从铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如图:

请回答下列问题:

(1)固体A的主要成分是___(写名称)。

(2)铝土矿与过量盐酸反应的离子方程式为___、___。

(3)电解熔融氧化铝可制得单质铝,写出该反应化学方程式____;已知氯化铝的熔点更低,工业中为何不用电解熔融氯化铝的方法制备该单质___。

(4)得到的单质铝可以跟强碱溶液放出氢气,每转移6.02×1025个电子,实际上参与反应的氧化剂为___mol。

【答案】二氧化硅 Al2O3+6H+=2Al3++3H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O 2Al2O34Al+3O2↑ 氯化铝是分子晶体(共价化合物),熔融状态下不电离 100

【解析】

流程甲,铝土矿与盐酸混合,二氧化硅不反应,氧化铝、氧化铁与盐酸反应生成氯化铝、氯化铁,过滤后,滤液B中再加过量氢氧化钠,氯化铁生成沉淀,氯化铝生成偏铝酸钠溶液,过滤,滤液D与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠溶液;

流程乙,铝土矿与氢氧化钠混合,氧化铁不反应,二氧化硅反应生成硅酸钠,氧化铝反应生成偏铝酸钠,过滤,滤液Y与二氧化碳反应,生成氢氧化铝沉淀。

⑴二氧化硅不与盐酸反应,固体A的主要成分是二氧化硅,故答案为二氧化硅;

⑵铝土矿与过量盐酸反应,主要是氧化铁、氧化铝与盐酸反应,其离子方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,故答案为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;

⑶电解熔融氧化铝可制得单质铝,该反应的化学方程式为2Al2O34Al+3O2↑;虽然氯化铝熔点低,但它是分子晶体(共价化合物),熔融状态下不能导电,不能电解生成铝,故答案为2Al2O34Al+3O2↑ 氯化铝是分子晶体(共价化合物),熔融状态下不电离;

⑷得到的单质铝可以跟强碱溶液放出氢气,转移6.02×1025个电子即转移电子物质的量为100 mol,铝和氢氧化钠溶液反应实质是先与水反应,在氢氧化钠的作用下,生成的氢氧化铝被氢氧化钠溶解,实际氧化剂是水,反应方程式为2Al+2NaOH+6H2O =2NaAlO2+3H2↑+4H2O,

2Al+2NaOH+6H2O = 2NaAlO2+3H2↑+4H2O 转移电子

6 mol 6 mol

x 100 mol

=,解得x = 100 mol,参与反应的氧化剂为100 mol,故答案为100 mol。

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