Question

【题目】铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，如下框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，能生成硅铝酸盐沉淀，化学方程式为：2Na2SiO3+2NaAlO2+4H2O═Na2Al2Si2O8↓+2H2O+4NaOH
回答下列问题：
（1）溶解铝土矿时，发生反应的离子方程式为、 ．
（2）滤渣A的主要成分是；硅铝酸盐沉淀写成氧化物的形式是 ．
（3）在工艺流程第三步中，选用二氧化碳作酸化剂而不使用盐酸的原因是 ．
（4）若该工厂用mkg铝土矿共制得nkg Al（假设每步反应进行完全），则铝土矿中Al2O3的质量分数为 ．
（5）若将铝溶解，下列试剂中最好选用（填编号）．
A.浓硫酸
B.稀硫酸
C.稀HNO3
D.浓HNO3
（6）电解冶炼铝时用Na3AlF6作助熔剂，Na3AlF6是配合物，其中内界是 ， 配位数为 ．

Answer 1

【答案】
（1）2OH﹣+Al2O3═2AlO2﹣+H2O；SiO2+2OH﹣═SiO32﹣+H2O
（2）Fe2O3、Na2Al2SiO8；Na2O?Al2O3 ． ?2SiO2
（3）盐酸是强酸，Al（OH）3溶于强酸而不溶于弱酸，通入二氧化碳是为了提高Al2O3的提取率
（4）5100n/27m%或 1700n/9m%
（5）B
（6）[AlF6]3﹣；6
【解析】解：（1）Al2O3是两性氢氧化物，SiO2是酸性氧化物，都要与强碱反应生成盐和水．所以答案是：2OH﹣+Al2O3═2AlO2﹣+H2O；SiO2+2OH﹣═SiO32﹣+H2O（2）由于氢氧化钠是足量的，所以Al2O3和SiO2充分反应，生成Na2SiO3和NaAlO2 ，
而铝土矿的主要成分是Al2O3 ， SiO2少量，那么生成的Na2SiO3少，NaAlO2多，
发生反应2Na2SiO3+2NaAlO2+4H2O═Na2Al2Si2O8↓+2H2O+4NaOH后，
滤渣有之前不反应的Fe2O3和生成的Na2Al2Si2O8 ， 滤液中有NaOH、余下大量的NaAlO2；
氧化物的形式是：金属氧化物非金属氧化物水，注意活泼金属氧化物写在前，注意原子个数的比例与原化学式中相同，
写成Na2OAl2O3 ． 2SiO2 ．
所以答案是 Fe2O3、Na2Al2Si2O8 Na2OAl2O3 ． 2SiO2（3）从第2小题的分析可知滤液中的NaAlO2要转化成Al（OH）3不能用盐酸，盐酸是强酸，
强酸过量后Al（OH）3会溶解．
所以答案是：盐酸是强酸，Al（OH）3溶于强酸而不溶于弱酸，通入二氧化碳是为了提高Al2O3的提取率．（4）已知铝nkg，可算出铝的物质的量，n（Al）= mol，根据原子守恒：2Al～Al2O3 ， 三氧化二铝的物质的量n（Al2O3）= n（Al），
n（Al2O3）= ，所以Al2O3的质量为
m=n（Al2O3）M（Al2O3）= mol×102 gmol﹣1 = g，所以Al2O3的质量分数为Al2O3的质量除以铝土矿的总质量，即 ÷1000m= ；质量分数一般要乘以100%．
所以答案是： % 或 %． （5）铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸会钝化，稀硝酸与铝反应产生有毒气体，且等量的铝溶解消耗稀硝酸更多，消耗稀硫酸更少，从环保、节约的角度考虑，应用稀硫酸溶解铝．
故选B．（6）在配合物中，内界是配位单元，含配位键，内界是复杂离子，外界是简单离子；配位原子是提供孤对电子的原子，配位数是配位原子的数目，这里的配位原子是氟原子，有6个．
所以答案是：[AlF6]3﹣；6．