Question

某课外小组研究铝土矿中Al₂O₃的含量．查阅资料得知，铝土矿的主要成分是Al₂O₃，杂质是Fe₂O₃、SiO₂等．从铝土矿中提取Al₂O₃的过程如下：
（1）固体B的主要用途有（写出1条即可）：______．
（2）第①步，向铝土矿中加入足量烧碱溶液后，发生反应的离子方程式是：
______；
______；
第③步中，生成氢氧化铝的化学方程式是：______．
（3）将实验过程中所得固体精确称量，课外小组发现所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等，则该铝土矿中Al₂O₃的质量分数是：______．（保留一位小数）
（4）工业上制取AlCl₃用Al₂O₃与C、Cl₂在高温条件下反应，每消耗0.5mol 碳单质，转移1mol电子，反应的化学方程式是______．

Answer 1

解：（1）向铝土矿中加入足量烧碱溶液后，则在①得到滤液中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，滤渣为氧化铁，氧化铁可作为炼铁的原料，氧化铁为红色，可用作涂料、油漆等，
故答案为：炼铁原料、用作涂料、油漆等；
（2）根据框图流程，向铝土矿中加入足量烧碱溶液后，氧化铝是两性氧化物，既溶液强酸又溶于强碱．只Fe₂O₃溶于强酸，不溶于碱，SiO₂只溶于强碱，不溶于酸，则在①得到滤液中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，滤渣为氧化铁氧化铁和氢氧化钠溶液不反应，
则向铝土矿中加入足量烧碱溶液后，发生反应的离子方程式是Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O、SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O，
固体B是氧化铁，A中含有偏铝酸钠和硅酸钠以及过量的氢氧化钠，则加入过量的盐酸后生成硅酸沉淀和氯化铝，发生反应的离子方程式是SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O，
即固体C是硅酸，D中含有氯化铝和盐酸，因此反应③中生成氢氧化铝的试剂是氨气或氨水，则生成氢氧化铝的方程式是AlCl₃+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄Cl，
故答案为：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；AlCl₃+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄Cl；
（3）将实验过程中所得固体精确称量，课外小组发现所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等，说明所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等，即铝土矿中Al₂O₃的质量分数和氢氧化铝中氧化铝的质量分数是相同的．又因为氧化铝可以写成Al₂O₃?3H₂O的形式，所以质量分数是×100%=65.4%，
故答案为：65.4%；
（4）Cl₂有强氧化性，碳具有还原性，每消耗0.5 mol 碳单质，转移1mol电子，这说明反应中碳失去2个电子，即氧化产物是CO，所以反应的化学方程式是Al₂O₃+3Cl₂+3C2AlCl₃+3CO，
故答案为：Al₂O₃+3Cl₂+3C2AlCl₃+3CO；
分析：（1）氧化铁为红色，简称铁红，可用作涂料、油漆等；
（2）向铝土矿中加入足量烧碱溶液后，氧化铝是两性氧化物，既溶液强酸又溶于强碱．只Fe₂O₃溶于强酸，不溶于碱，SiO₂只溶于强碱，不溶于酸，则在①得到滤液中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，滤渣为氧化铁．②为盐酸，除去硅酸根离子，将偏铝酸根离子转化为铝离子，进入②得到滤液．试剂③为氨水，将铝离子转化为氢氧化铝沉淀．加热分解得氧化铝；
（3）所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等，这说明铝土矿中Al₂O₃的质量分数和氢氧化铝中氧化铝的质量分数是相同；
（4）Cl₂有强氧化性，将C氧化为CO，自身被还原为C1^-，根据得失电子守恒解答；
点评：本题以框图题形式考查铝的化合物的性质，清楚提取的操作过程原理，能熟练对知识迁移进行综合运用是解答的关键，题目难度中等．