Question

铝是国民经济发展的重要材料，铝在地壳中的含量约占8%，目前我国铝消费量超过430万吨，在众多的金属中仅次于铁．请回答下问题：
（I ）实验室中用金属铝制备少量氢氧化铝，有以下3种方案：
方案1：Al

H2SO4

Al³⁺

NaOH

Al（OH）₃；
方案2：Al

NaOH

AlO

- 2

H2SO4

Al（OH）₃；
方案3：

Al H2SO4 Al2(SO4)3 Al NaOH NaAlO2

→Al（OH）₃；
制备相同物质的量的氢氧化铝消耗酸和碱最少的是方案

3

．
（II）工业上冶炼铝的流程图如图所示：

在制取氧化铝的过程中，分析铝土矿和赤泥中所含Al₂O₃、Fe₂0₃质量分数的数据如下：

	Al2O3	Fe2O3	其他杂质
铝土矿	55%	16%	-
赤泥	15%	48%	一

（1）书写化学方程式，反应①

2NaAlO₂+CO₂+3H₂O=Na₂CO₃+2Al（OH）₃↓

，反应②

Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH

（2）电解氧化铝生产铝时，阳极的电极反应式为

2O^2--4e^-=O₂↑

．
（3）假设其它杂质不参加反应，则每生产3.4t纯净的氧化铝，需铝土矿

6.18

t．

Answer 1

分析：（Ⅰ）根据金属铝和酸以及和碱发生反应的化学方程式来计算回答；
（Ⅱ）（1）向偏铝酸钠中通入二氧化碳反应会生成氢氧化铝沉淀，碳酸钠可以和氢氧化钙发生复分解反应；
（2）电解池中，阳极是惰性电极时，该极上是阴离子发生失电子的氧化反应；
（3）根据铝元素守恒来计算回答．

解答：解：（Ⅰ）根据金属铝和酸以及和碱发生反应的化学方程式可以得出：Al～3H⁺～Al³⁺～Al（OH）₃，
Al～OH^-～[Al（OH）₄]^-，Al³⁺+3[Al（OH）₄]^-=4Al（OH）₃↓，所以制备相同物质的量的氢氧化铝消耗酸和碱最少的是方案3，故答案为：3；
（Ⅱ）（1）向偏铝酸钠中通入二氧化碳反应会生成氢氧化铝沉淀，即2NaAlO₂+CO₂+3H₂O=Na₂CO₃+2Al（OH）₃↓，碳酸钠可以和氢氧化钙发生复分解反应Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH，
故答案为：2NaAlO₂+CO₂+3H₂O=Na₂CO₃+2Al（OH）₃↓；Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；
（2）电解池中，阳极是惰性电极时，该极上是阴离子O^2-发生失电子的氧化反应：2O^2--4e^-=O₂↑，
故答案为：2O^2--4e^-=O₂↑；
（3）根据铝土矿中氧化铝的质量分数为55%，所以每生产3.4t纯净的氧化铝，需铝土矿的质量：

3.4

55%

=6.18（t），
故答案为：6.18．

点评：本题考查学生工业获得金属铝的实验方案知识，是一道工业生产和化学结合的题目，难度较大．