Question

14．工业上用铝土矿（主要成分是Al₂O₃，含SiO₂、Fe₂O₃等杂质）制取铝的过程如图：

（1）试剂1为NaOH溶液，①～④转化过程中④消耗能量最多．
（2）转化①中加入试剂1时发生反应的化学方程式为Al₂O₃+2NaOH═2NaAlO₂+H₂O、SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O
（3）转化②中通入过量CO₂后生成沉淀的离子方程式为AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-、SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-
（4）生产过程中，除物质E可以循环利用外，还可以循环使用的物质有CaO、CO₂．

Answer 1

分析 A可与二氧化碳反应生成沉淀，则A应为NaAlO₂和Na₂SiO₃，可知试剂①为NaOH溶液，沉淀B为Fe₂O₃，沉淀D为Al（OH）₃和H₂SiO₃，滤液C为NaAlO₂和Na₂SiO₃，溶液C为碳酸氢钠溶液，加入CaO，反应生成NaOH和CaCO₃沉淀，E为NaOH，可循环使用，F为Al₂O₃和SiO₂，电解可生成Al，以此解答该题．

解答 解：A可与二氧化碳反应生成沉淀，则A应为NaAlO₂，可知试剂①为NaOH溶液，沉淀B为Fe₂O₃，沉淀D为Al（OH）₃和H₂SiO₃，滤液C为NaAlO₂和Na₂SiO₃，溶液C为碳酸氢钠溶液，加入CaO，反应生成NaOH和CaCO₃沉淀，E为NaOH，可循环使用，F为Al₂O₃和SiO₂，电解可生成Al，
（1）由以上分析可知①为NaOH溶液，反应①②③在溶液中进行，不消耗能量，而④为电解熔融的氧化铝，消耗热能和电能，则消耗能量最多，
故答案为：NaOH溶液；④；
（2）转化①Al₂O₃、SiO₂与NaOH反应，而Fe₂O₃不与NaOH反应，反应的化学方程式为：Al₂O₃+2NaOH═2NaAlO₂+H₂O、SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O，
故答案为：Al₂O₃+2NaOH═2NaAlO₂+H₂O、SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O；
（3）A为NaAlO₂和Na₂SiO₃，通入二氧化碳反应的离子方程式为AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-、SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-，
故答案为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-、SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-；
（4）流程中用到二氧化碳和氧化钙，而碳酸钙在加热时可分解生成，可循环使用，故答案为：CaO、CO₂．

点评 本题考查混合物分离提纯方法的综合应用，为高频考点，把握流程中的反应及化学反应方程式书写为解答的关键，侧重分析、实验能力及化学用语的考查，题目难度不大．