Question

4．工业上用铝土矿（主要成分为氧化铝，含少量氧化铁）制取铝的过程如图所示：
（1）试剂1为NaOH（填化学式），①～④转化过程中④ 消耗能量最多．
（2）沉淀B的化学式为Fe₂O₃．
（3）电解F，当转移6mol电子时，可制得铝54g．
（4）生产过程中，除物质E可以循环使用外，还可以循环使用的物质有CaO和CO₂ （填化学式）．
（5）写出离子方程式：①Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O   ②CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
（6）写出化学方程式：④2Al₂O₃$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑．

Answer 1

分析 铝土矿（主要成分含氧化铝、氧化铁）加入氢氧化钠，氧化铁不和碱反应，氧化铝可与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水；过滤后得到的沉淀B为氧化铁，滤液A中含氢氧化钠和偏铝酸钠；通入二氧化碳，二氧化碳和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠，过滤得到氢氧化铝沉淀和碳酸钠溶液；灼烧氢氧化铝得到氧化铝和水，电解氧化铝得到铝和氧气；碳酸钠溶液和氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠，氢氧化钠用来碱浸；灼烧碳酸钙得到氧化钙和二氧化碳，二氧化碳和氧化钙循环使用，以此解答该题．

解答 解：铝土矿（主要成分含氧化铝、氧化铁）加入氢氧化钠，氧化铁不和碱反应，氧化铝可与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水；过滤后得到的沉淀B为氧化铁，滤液A中含氢氧化钠和偏铝酸钠；通入二氧化碳，二氧化碳和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠，过滤得到氢氧化铝沉淀和碳酸钠溶液；灼烧氢氧化铝得到氧化铝和水，电解氧化铝得到铝和氧气；碳酸钠溶液和氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠，氢氧化钠用来碱浸；灼烧碳酸钙得到氧化钙和二氧化碳，二氧化碳和氧化钙循环使用，
（1）铝土矿（主要成分含氧化铝、氧化铁）加入氢氧化钠，氧化铁不和碱反应，氧化铝可与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水；电解氧化铝需要破坏离子键，需要吸收大量的能量；
故答案为：NaOH；④；
（2）铝土矿（主要成分含氧化铝、氧化铁）加入氢氧化钠，氧化铁不和碱反应，氧化铝可与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水；过滤后得到的沉淀为氧化铁，
故答案为：Fe₂O₃；
（3）电解氧化铝的方程式为：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，设得到铝的质量为x，
2Al₂O₃$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Al+3O₂↑  转移电子
                     108g          12mol
                          x           6mol
解得x=54g；
故答案为：54；
（4）煅烧碳酸钙得到CaO和CO₂，B生成沉淀需要二氧化碳、碳酸钠转化为碳酸钙需要CaO，所以CaO和CO₂能循环利用，
故答案为：CaO和CO₂；
（5）①铝土矿中含有氧化铝，可与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式为Al₂O₃+2OH^-═2AlO^-₂+H₂O，
偏铝酸钠溶液通入过量的二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠，离子方程式：CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
故答案为：Al₂O₃+2OH^-=2 AlO ₂ ^-+H₂O；CO ₂+AlO₂ ^-+2H₂O=Al（OH） ₃↓+HCO ₃ ^-；
（6）电解氧化铝生成铝和氧气，反应的方程式为2Al₂O₃$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，故答案为：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑．

点评 本题考查物质分离和提纯，侧重考查学生分析及知识运用能力，明确物质性质及基本操作方法、反应原理即可解答，知道常见元素化合物知识及常见离子检验方法，题目难度不大．