Question

【题目】铝土矿(主要成分为Al2O3，还含有SiO2、Fe2O3)是工业上制备金属铝的主要原料。工业上提取铝的工艺流程如下：

(1)在操作Ⅰ之前先将铝土矿研磨成粉末，目的是：___________________；

(2)沉淀A的化学式是__________；

(3)步骤③中通入过量CO2，产生沉淀C的离子方程式为_________________________；

(4)工业上用电解熔融Al2O3的方法制备金属铝，其反应方程式为____________；

(5)在生活中，常利用Al与Fe2O3间的铝热反应来进行焊接钢轨。除了Fe2O3，铝粉还可以与很多金属氧化物组成铝热剂，下列氧化物中不能与铝粉组成铝热剂的是___________；

a. MgO b. V2O5 c. Fe3O4 d. MnO2

(6)我国首创以铝—空气—海水电池为能源的新型电池，用作海水标志灯已研制成功。该电池以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。负极材料是铝，正极材料可以用石墨。写出正极电极反应式___________。

Answer 1

【答案】增大固液接触面积，加快反应速率，增大原料的浸取率 SiO2 AlO2+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+ HCO3 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ a 2H2O +O2+4 e=4OH

【解析】

铝土矿中加入过量试剂a，然后操作I得到沉淀A和滤液甲，则操作I为过滤，滤液甲中加入过量NaOH溶液操作II后得到沉淀B和滤液乙，操作II是过滤；Al2O3、SiO2能溶于强碱溶液而Fe2O3不溶于强碱溶液，SiO2不溶于稀盐酸而Fe2O3、Al2O3能溶于稀盐酸，根据图知，滤液甲中含有铝元素，则试剂a为稀盐酸，沉淀A为SiO2，滤液甲中溶质为氯化铝和氯化铁、HCl，沉淀B为Fe(OH)3，滤液乙中含有NaAlO2和NaOH、NaCl，向滤液乙中通入过滤二氧化碳得到滤液碳酸氢钠溶液，沉淀C为Al(OH)3，加热氢氧化铝得到氧化铝。

(1)在操作Ⅰ之前先将铝土矿研磨成粉末，目的是增大固液接触面积，加快反应速率，增大原料的浸取率；

(2)通过以上分析知，沉淀A为SiO2，故答案为：SiO2；

(3)步骤③中通入过量CO2气体生成的氢氧化铝，离子方程式为：AlO2+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+ HCO3；

(4) 工业上用电解熔融Al2O3的方法制备金属铝，其反应方程式为： 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑；

(5)铝热反应是铝粉把某些金属氧化物当中的金属置换出来的反应，该反应将会放出大量的热，其中铝粉和金属氧化物作为铝热剂，镁条和氯酸钾作为引燃剂，作为铝热剂的金属氧化物有：氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁、五氧化二钒、三氧化二铬、二氧化锰等，题目要求选择不能作铝热剂的，故选a；

(6)题干已经指明，该电池的电极总反应是Al与O2的反应。反应中Al失电子，应为原电池的负极；O2得电子，应为原电池的正极，正极电极反应式为：2H2O +O2+4 e=4OH。