Question

【题目】铝是地売中含量最多的金属元素，自然界中主要以Al2O3的形式存在于铝土矿中。工业上以铝土矿(主要成分是A12O3，杂质有SiO2、Fe2O3等)为原料制备金属铝，其工艺流程如图所示:

（1）操作①的名称是_________，实验室完成该操作所需的玻璃仪器主要有_________。

（2）为了提高反应的反应速率，可采取的措施有___________(答两条)

（3）调控反应I中钠铝元素之比一定时，Al2O3溶于NaOH，SiO2转化为铝硅酸钠沉淀。Al2O3与NaOH溶液反应的离子方程式为____________________。

（4）固体C→Al的化学反应方程式为__________________________。

（5）该生产过程中，需向反应Ⅱ中加入X

①X可为过量的CO2，则溶液B中主要的溶质是__________，为了使溶液B循环利用，应补充的物质是____________(填序号)

a. CaO b. HCl c. Na2 CO3

②X也可为少量Al(OH)3晶种(晶种可加速沉淀的生成)，其优点是___________________。

Answer 1

【答案】过滤 烧杯、玻璃棒、漏斗 适当增加碱溶液的浓度，将铝土矿粉碎，搅拌，加热等 Al2O3+2OH=2AlO+H2O 2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑ NaHCO3 a 溶液B可直接循环使用

【解析】

用NaOH溶液溶解铝土矿(主要成分是A12O3，杂质有SiO2、Fe2O3等)，并调控钠铝元素之比，使Al2O3溶于NaOH，SiO2转化为铝硅酸钠沉淀，则过滤后得到固体A为铝硅酸钠和Fe2O3，溶液A中主要含有NaAlO2，向溶液A中通入过量CO2气体，得Al(OH)3沉淀和NaHCO3溶液，过滤后所得滤液B主要含有NaHCO3，加入CaO可制得NaOH，循环利用，将沉淀B加热灼烧得固体C为Al2O3，再电解可得Al，据此流程分析解题。

(1)操作①的目的是固液分离，应为过滤，该操作所需的玻璃仪器主要有烧杯、玻璃棒、漏斗；

(2)利用增加碱溶液的浓度，将铝土矿粉碎，搅拌，加热等措施，可提高反应的反应速率；

(3)Al2O3与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠，反应的离子方程式为Al2O3+2OH=2AlO+H2O；

(4)利用电解Al2O3生成Al，发生反应的化学方程式为2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑；

(5)①偏铝酸钠与过量的CO2反应生成碳酸氢钠，碳酸氢钠与氧化钙反应生成氢氧化钠，可循环使用，故答案为a；

②因Al(OH)3晶种可加速沉淀的生成，偏铝酸钠水解生成氢氧化铝和氢氧化钠，所以溶液B可直接循环使用。