Question

19．某同学设计工业上冶炼铝的工艺流程如下（注：铝土矿中含有SiO₂、Fe₂O₃等杂质）
（1）物质A经提纯结晶之后可以得到小苏打，Y的结构式为0=C=0．
（2）反应Ⅱ中得到沉淀B的离子方程式有CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-、2CO₂+SiO₃^2-+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-．
（3）OH^-、AlO${\;}_{2}^{-}$、SiO${\;}_{3}^{2-}$结合质子（H⁺）的能力由强到弱的顺序是OH^-＞AlO₂^-＞SiO₃^2-．
（4）反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中有一个与其他三个反应类型不同，写出相应的化学方程式2Al₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;通电\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑．

Answer 1

分析 电解物质B得到Al，物质B为氧化铝，沉淀B系列转化后加热得到氧化铝，则沉淀B中含有氢氧化铝，溶液乙加入过量的Y得到氢氧化铝沉淀，分离得到物质A经提纯结晶之后可以得到小苏打，则Y为二氧化碳，可知试剂X为NaOH，沉淀A为氧化铁，溶液乙中含有硅酸钠、偏铝酸钠，沉淀B为氢氧化铝、硅酸，用酸溶液溶解，过滤除去硅酸，滤液中加入弱碱得到氢氧化铝．

解答 解：电解物质B得到Al，物质B为氧化铝，沉淀B系列转化后加热得到氧化铝，则沉淀B中含有氢氧化铝，溶液乙加入过量的Y得到氢氧化铝沉淀，分离得到物质A经提纯结晶之后可以得到小苏打，则Y为二氧化碳，可知试剂X为NaOH，沉淀A为氧化铁，溶液乙中含有硅酸钠、偏铝酸钠，沉淀B为氢氧化铝、硅酸，用酸溶液溶解，过滤除去硅酸，滤液中加入弱碱得到氢氧化铝．
（1）Y为二氧化碳，结构式为O=C=O，故答案为：O=C=O；
（2）反应Ⅱ中得到沉淀B的离子方程式有：CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，2CO₂+SiO₃^2-+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-，
故答案为：CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，2CO₂+SiO₃^2-+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-；
（3）结合质子能力越强，相应的酸电离出氢离子的能力就越弱，其对应的酸的酸性就越弱，酸性强弱H₂SiO₃＞Al（OH）₃，结合质子能力：AlO₂^-＞SiO₃^2-，氢氧化钠与氢氧化铝、硅酸反应生成盐与水，所以结合质子能力：OH^-＞AlO₂^-＞SiO₃^2-，
故答案为：OH^-＞AlO₂^-＞SiO₃^2-；
（4）反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均属于非氧化还原反应，反应Ⅳ属于氧化还原反应，反应IV的化学方程式为：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;通电\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑，
故答案为：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;通电\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑．

点评 本题考查物质制备工艺流程，关键是理解工艺流程原理，熟练掌握元素化合物性质，有利于学生分析和解决问题的能力的培养．