Question

【题目】某课外小组研究铝土矿中Al2O3的含量．查阅资料得知，铝土矿的主要成分是Al2O3 ， 杂质是Fe2O3、SiO2等．从铝土矿中提取Al2O3的过程如下：

（1）固体B的主要用途有（写出1条即可） ．
（2）第①步，向铝土矿中加入足量烧碱溶液，充分反应，发生反应的离子方程式是：；
（3）第③步中，生成氢氧化铝的离子方程式是 ．
若往A溶液中通入足量CO2 ， 请写出可能发生反应的离子方程式 ．
（4）工业上制取AlCl3用Al2O3与C、Cl2在高温条件下反应，每消耗0.5mol碳单质，转移1mol电子，反应的化学方程式是 ．
（5）将实验过程中所得固体精确称量．课外小组发现所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等，求该铝土矿中Al2O3的质量分数．（写出计算过程，计算结果保留一位小数）

Answer 1

【答案】
（1）炼铁原料、用作涂料、油漆等
（2）Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O；SiO2+2OH﹣=SiO32﹣+H2O
（3）Al3++3NH3?H2O=Al（OH）3↓+3NH4+；AlO2﹣+CO2+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3﹣和SiO32﹣+2CO2+2H2O═H2SiO3↓+2HCO3﹣
（4）Al2O3+3Cl2+3C 2AlCl3+3CO
（5）

将实验过程中所得固体精确称量，课外小组发现所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等，说明所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等，即铝土矿中Al2O3的质量分数和氢氧化铝中氧化铝的质量分数是相同的．又因为氧化铝可以写成Al2O33H2O的形式，所以质量分数是 ×100%=65.4%，

答：铝土矿中Al2O3的质量分数为65.4%．

【解析】解：（1）向铝土矿中加入足量烧碱溶液后，则在①得到滤液中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，滤渣为氧化铁，氧化铁可作为炼铁的原料，氧化铁为红色，可用作涂料、油漆等，故答案为：炼铁原料、用作涂料、油漆等；
（2）根据框图流程，向铝土矿中加入足量烧碱溶液后，氧化铝是两性氧化物，既溶液强酸又溶于强碱．只Fe2O3溶于强酸，不溶于碱，SiO2只溶于强碱，不溶于酸，则在①得到滤液中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，滤渣为氧化铁氧化铁和氢氧化钠溶液不反应，则向铝土矿中加入足量烧碱溶液后，发生反应的离子方程式是Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O、SiO2+2OH﹣=SiO32﹣+H2O，故答案为：Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O；SiO2+2OH﹣=SiO32﹣+H2O；
（3）试剂③为氨水，将铝离子转化为氢氧化铝沉淀．离子方程式为：Al3++3NH3H2O=Al（OH）3↓+3NH4+；若往A溶液中通入足量CO2 ， 硅酸根离子和偏铝酸根离子反应生成硅酸和氢氧化铝，反应的离子方程式为：AlO2﹣+CO2+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3﹣和SiO32﹣+2CO2+2H2O═H2SiO3↓+2HCO3﹣；故答案为：Al3++3NH3H2O=Al（OH）3↓+3NH4+；AlO2﹣+CO2+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3﹣和SiO32﹣+2CO2+2H2O═H2SiO3↓+2HCO3﹣；
（4）Cl2有强氧化性，碳具有还原性，每消耗0.5 mol 碳单质，转移1mol电子，这说明反应中碳失去2个电子，即氧化产物是CO，所以反应的化学方程式是Al2O3+3Cl2+3C 2AlCl3+3CO，故答案为：Al2O3+3Cl2+3C 2AlCl3+3CO；
（5）将实验过程中所得固体精确称量，课外小组发现所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等，说明所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等，即铝土矿中Al2O3的质量分数和氢氧化铝中氧化铝的质量分数是相同的．又因为氧化铝可以写成Al2O33H2O的形式，所以质量分数是 ×100%=65.4%，答：铝土矿中Al2O3的质量分数为65.4%．
向铝土矿中加入足量烧碱溶液后，氧化铝是两性氧化物，既溶液强酸又溶于强碱，只Fe2O3溶于强酸，不溶于碱，SiO2只溶于强碱，不溶于酸，则在①得到滤液中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，加入盐酸生成硅酸和氯化铝，氯化铝溶液中滴入氨水生成氢氧化铝，氢氧化铝受热分解，生成氧化铝，由此分析解答．（1）氧化铁为红色，简称铁红，可用作涂料、油漆等；（2）向铝土矿中加入足量烧碱溶液后，氧化铝是两性氧化物，既溶液强酸又溶于强碱．只Fe2O3溶于强酸，不溶于碱，SiO2只溶于强碱，不溶于酸，则在①得到滤液中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子；（3）试剂③为氨水，将铝离子转化为氢氧化铝沉淀．加热分解得氧化铝；若往A溶液中通入足量CO2 ， 硅酸根离子和偏铝酸根离子反应生成硅酸和氢氧化铝；（4）Cl2有强氧化性，将C氧化为CO，自身被还原为C1﹣ ， 根据得失电子守恒解答；（5）所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等，这说明铝土矿中Al2O3的质量分数和氢氧化铝中氧化铝的质量分数是相同，分析求解．