Question

【题目】铝是地壳中含量最多的金属元素，其单质和化合物广泛应用于日常生活中。

（1）铝粉和铁的氧化物（FeO·Fe2O3）可配成铝热剂用于焊接钢轨，反应的化学方程式是______________________________________________。

（2）NaOH溶液可以除去铝表面的氧化膜，在处理过程中常会产生H2，产生H2的离子方程式是__________________________________________。

（3）工业上以铝土矿(Al2O3·H2O)为原料生产铝，主要包括下列过程：

i．将粉粹、筛选后的铝土矿溶解在NaOH溶液中；

ii．加入过量的试剂A使所得溶液中析出Al(OH)3固体；

iii．使Al(OH)3脱水生成Al2O3；

iv．电解熔融Al2O3生成Al。

铝土矿粉粹的目的是________________________，电解熔融Al2O3时，加入冰晶石，其作用是__________________________。写出电解熔融Al2O3的化学方程式__________________________________________________。

（4）明矾化学式为KAl(SO4)2·12H2O，向明矾溶液中加入Ba(OH)2溶液，当溶液中的SO42－恰好沉淀时，铝元素的存在形式是__________。

Answer 1

【答案】 8Al＋3【FeO·Fe2O3】4Al2O3＋9Fe 2Al＋2OH－＋2H2O === 2AlO2－＋3H2↑ 增大接触面积，加快反应速率 降低反应混合物熔点，节约能源 2Al2O3（熔融）＝4Al+3 O2 AlO2－

【解析】(1)铝粉和铁的氧化物(FeOFe2O3)可配成铝热剂用于焊接钢轨，铝粉和铁的氧化物发生氧化还原反应生成铁和氧化铝，反应的化学方程式为
8Al+3FeOFe2O4Al2O3+9Fe；

(2)NaOH溶液可以除去铝表面的氧化膜，在处理过程中常会产生H2，铝和氢氧化钠溶液反应生成偏氯酸钠和氢气，反应的离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
(3)铝土矿粉粹是增大固体与溶液接触面积，加快反应速率，氧化铝溶于氢氧化钠溶液反应生成偏氯酸钠，加入过量的试剂A使所得溶液中析出Al(OH)3固体，碳酸酸性大于氢氧化铝，说明是通入二氧化碳生成；电解熔融Al2O3时，氧化铝熔点高耗能高，加入冰晶石会降低反应物熔点，节约能源；
(4)设明矾KAl(SO4)212H2O为1mol，则溶液中含有1molK+、1molAl3+、2molSO42-，根据反应：SO42-+Ba2+═BaSO4↓，当溶液中的SO42-完全沉淀时，需要2molBa2+，即2molBa(OH)2，2molBa(OH)2中含有4molOH-，1molAl3+和4molOH-发生反应：Al3++4OH-═AlO2-+2H2O；铝元素的存在形式为：AlO2-。