Question

【题目】从铝土矿（主要成分是Al2O3 ， 含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质）中提取氧化铝的两种工艺流程如下：
请回答下列问题：
（1）滤液Y中通入过量CO2的离子方程式为、 ．
（2）验证滤液B含Fe3+ ， 可取少量滤液并加入（填试剂名称）．
（3）列举氧化铝的工业用途之一 ．
（4）指出流程乙的一个缺点是 ．
（5）氧化铝与焦炭的混合物在氮气中高温加热反应，制得新型非金属材料AlN与一种中学常见气体X．已知每转移6.02×1023个电子，有0.5mol化合物X生成，此反应的化学方程式 ．

Answer 1

【答案】
（1）SiO32﹣+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3﹣；AlO2﹣+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3﹣
（2）硫氰化钾溶液
（3）冶炼铝
（4）化铝中含有二氧化硅杂质
（5）Al2O3+N2+3C 2AlN+3CO
【解析】解：由工艺流程甲可知，铝土矿与盐酸反应得固体A为滤液B，则固体A为SiO2 ， 滤液B含有氯化铝、氯化铁、氯化镁等，滤液中加入过量的NaOH，可推知沉淀C为氢氧化铁、氢氧化镁，滤液D含有偏铝酸钠、氯化钠NaOH，所以向滤液D中通入过量二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，沉淀F为Al（OH）3 ， 滤液E中含有NaCl、NaHCO3； 根据工艺流程乙可知，铝土矿中的Al2O3、SiO2能和氢氧化钠反应，可知固体X为Fe2O3、MgO等，滤液Y为硅酸钠、偏铝酸钠，滤液中通入过量二氧化碳，沉淀Z为Al（OH）3、硅酸，滤液K中含有NaHCO3 ， （1）向滤液Y中通入少量CO2时生成的沉淀Z为Al（OH）3、硅酸，发生反应的离子方程式为：SiO32﹣+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3﹣ ， AlO2﹣+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3﹣ ，
所以答案是：SiO32﹣+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3﹣ ， AlO2﹣+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3﹣；
（2.）验证滤液B含Fe3+ ， 可取少量滤液并加入硫氰化钾溶液，看溶液是否出血红色，
所以答案是：硫氰化钾溶液；
（3.）工业上常用电解氧化铝的方法冶炼铝，
所以答案是：冶炼铝；
（4.）根据上面的分析可知，流程乙得到Z为Al（OH）3、硅酸，加热分解得到的氧化铝中含有二氧化硅杂质，
所以答案是：氧化铝中含有二氧化硅杂质；
（5.）氧化铝与焦炭的混合物在氮气中高温加热反应，制得新型非金属材料AlN与一种中学常见气体X，根据元素守恒可知X中应含有氧元素和碳元素，已知每转移6.02×1023个电子即1mol电子，有0.5mol化合物X生成，由电子转移守恒，可得在X中C的化合价为 =2，所以X是CO，所以该反应的化学方程式为Al2O3+N2+3C 2AlN+3CO，
所以答案是：Al2O3+N2+3C 2AlN+3CO．