Question

铝土矿的主要成分是Al₂O₃和SiO₂等．从铝土矿中提炼Al₂O₃的流程如下：

（1）铝元素在周期表中的位置为

 

．反应2通入的气体A为

 

．
（2）写出反应1的化学方程式

 

；滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是

 

，反应2的离子方程式为

 

；
（3）航母升降机可由铝合金制造．Al-Mg合金焊接前用NaOH溶液处理Al₂O₃膜，其化学方程式为

 

．焊接过程中使用的保护气为

 

（填化学式）．
（4）航母舰体为合金钢．电解制铝的化学方程式是

 

，
（5）航母螺旋桨主要用铜合金制造．80.0g Cu-Al合金用酸完全溶解后，加入过量氨水，过滤得白色沉淀39.0g，则合金中Cu的质量分数为

 

．

Answer 1

考点：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：铝土矿的主要成分是Al₂O₃和SiO₂，向其中加入NaOH得到的是偏铝酸钠和硅酸钠的混合溶液，过滤得到滤液Ⅰ是偏铝酸钠和硅酸钠还有少量剩余的氢氧化钠溶液的混合物和，向其中加入氧化钙，和水反应得到氢氧化钙，硅酸钠和氢氧化钙之间反应生成硅酸钙沉淀和氢氧化钠溶液，滤液Ⅱ的成分是偏铝酸钠和氢氧化钠的混合液，通入过量的气体A二氧化碳，可以得到氢氧化铝沉淀B和碳酸氢钠溶液，即滤液Ⅲ，氢氧化铝沉淀B煅烧得到氧化铝和水，
（1）元素的周期数等于电子层数，族序数等于最外层电子数；
（2）二氧化硅是酸性氧化物，可以和氢氧化铝反应；氧化铝是两性氧化物，可以和氢氧化钠反应；硅酸钠和氢氧化钙之间反应生成硅酸钙沉淀和氢氧化钠溶液；偏铝酸钠可和二氧化碳反应得到氢氧化铝沉淀；
（3）氧化铝是两性氧化物，可以和氢氧化钠反应；
（4）电解氧化铝的熔融物可以得到金属铝和氧气；
（5）根据反应原理结合元素守恒来计算．

解答： 解：铝土矿的主要成分是Al₂O₃和SiO₂，向其中加入NaOH得到的是偏铝酸钠和硅酸钠的混合溶液，过滤得到滤液Ⅰ是偏铝酸钠和硅酸钠还有少量剩余的氢氧化钠溶液的混合物和，向其中加入氧化钙，和水反应得到氢氧化钙，硅酸钠和氢氧化钙之间反应生成硅酸钙沉淀和氢氧化钠溶液，滤液Ⅱ的成分是偏铝酸钠和氢氧化钠的混合液，通入过量的气体A二氧化碳，可以得到氢氧化铝沉淀B和碳酸氢钠溶液，即滤液Ⅲ，氢氧化铝沉淀B煅烧得到氧化铝和水，
（1）①Al在周期表的位置是：第三周期第ⅢA族，气体A是二氧化碳，可以形成氢氧化铝沉淀，故答案为：第三周期第ⅢA族；CO₂；
（2）二氧化硅是酸性氧化物，可以和氢氧化铝反应；氧化铝是两性氧化物，可以和氢氧化钠反应，Al₂O₃和SiO₂中加入NaOH得到的是偏铝酸钠和硅酸钠的混合溶液，发生的反应为：2NaOH+SiO₂=Na₂SiO₃+H₂O、2NaOH+Al₂O₃=2NaAlO₂+H₂O；偏铝酸钠和硅酸钠还有少量剩余的氢氧化钠溶液的混合物和，向其中加入氧化钙，和水反应得到氢氧化钙，硅酸钠和氢氧化钙之间反应生成硅酸钙沉淀和氢氧化钠溶液，滤液Ⅱ的成分是偏铝酸钠和氢氧化钠的混合液，通入过量的气体A二氧化碳，可以得到氢氧化铝沉淀B和碳酸氢钠溶液，即AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案为：2NaOH+SiO₂=Na₂SiO₃+H₂O、2NaOH+Al₂O₃=2NaAlO₂+H₂O；CaSiO₃；AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（3）氧化铝是两性氧化物，可以和氢氧化钠反应，Al-Mg合金焊接前用NaOH溶液处理Al₂O₃膜，即Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；焊接过程中使用的保护气是一种性质稳定的气体，可以用氩气，故答案为：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；Ar；
（4）电解氧化铝的熔融物可以得到金属铝和氧气，即2Al₂O₃（熔融）

通电  .

4Al+3O₂↑，故答案为：2Al₂O₃（熔融）

通电  .

4Al+3O₂↑；  
（5）80.0g Cu-Al合金用酸完全溶解后，加入过量氨水，过滤得白色沉淀39.0g为氢氧化铝，根据Al元素守恒，Al～Al（OH）₃，产生沉淀的物质的量是0.5mol，所以含有金属铝的物质的量是0.5mol，金属铝的质量m=0.5mol×27g/mol=13.5g，合金中Cu的质量分数为

80g-13.5g

80g

×100%=83.1%．
故答案为：83.1%．

点评：本题考查化学工艺流程、无机物推断、电解原理等，题目难度中等，理解工艺流程是解题的关键，需要学生基本扎实的据此与运用知识分析解决问题的能力．