Question

工业上以铝土矿（主要成分是A1₂O₃，含杂质Fe₂O₃和SiO₂）为原料生产铝，其生产流程如下：

请回答：
（1）工业上Al₂O₃ 冶炼Al所采用的方法是

电解熔融的Al₂O₃

，化学方程式

2Al₂O₃（熔融）

电解    .

冰晶石

4Al+3O₂↑

（2）加入试剂甲后发生反应的离子方程式有两个，一是

SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O

，二是

Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O

．
（3）在溶液B中加入过量盐酸溶液的目的是

除去硅酸根离子，将偏铝酸根离子转化为铝离子

．
（4）加入试剂乙后发生反应的离子方程式

Al³⁺+3NH₃?H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺

．
（5）铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为

2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑

．

Answer 1

分析：SiO₂和盐酸不反应，Fe₂O₃和氢氧化钠不反应而氧化铝能反应，该工艺流程原理为：铝土矿加入氢氧化钠，滤液C中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，A沉淀为氧化铁，B溶液中加过量盐酸，除去硅酸根离子，将偏铝酸根离子转化为铝离子，进入滤液C，沉淀D为硅酸，试剂乙为氨水，将铝离子转化为氢氧化铝沉淀，加热分解得氧化铝，
（1）工业上利用电解熔融的Al₂O₃ 生成Al与氧气，以此冶炼金属Al，注意需要加入冰晶石，降低Al₂O₃ 的熔点；
（2）二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠与水，氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与水；
（3）由工艺流程可知，B溶液中加过量盐酸，除去硅酸根离子，将偏铝酸根离子转化为铝离子，进入滤液；
（4）氨水与铝离子反应生成氢氧化铝沉淀；
（5）铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气．

解答：解：SiO₂和盐酸不反应，Fe₂O₃和氢氧化钠不反应而氧化铝能反应，该工艺流程原理为：铝土矿加入氢氧化钠，滤液C中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，A沉淀为氧化铁，B溶液中加过量盐酸，除去硅酸根离子，将偏铝酸根离子转化为铝离子，进入滤液C，沉淀D为硅酸，试剂乙为氨水，将铝离子转化为氢氧化铝沉淀，加热分解得氧化铝，
（1）工业上利用电解熔融的Al₂O₃ 生成Al与氧气，以此冶炼金属Al，反应方程式为2Al₂O₃（熔融）

电解    .

冰晶石

4Al+3O₂↑，
故答案为：电解熔融的Al₂O₃，2Al₂O₃（熔融）

电解    .

冰晶石

4Al+3O₂↑；
（2）二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠与水，反应离子方程式为：SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O，
氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与水，反应离子方程式为：Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O，
故答案为：SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O，Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O；
（3）由工艺流程可知，B溶液中加过量盐酸，除去硅酸根离子，将偏铝酸根离子转化为铝离子，进入滤液；
故答案为：除去硅酸根离子，将偏铝酸根离子转化为铝离子；
（4）氨水与铝离子反应生成氢氧化铝沉淀，反应离子方程式为：Al³⁺+3NH₃?H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案为：Al³⁺+3NH₃?H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（5）铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气，反应离子方程式为：2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑．

点评：本题以框图题形式考查铝、硅、铁的化合物的性质、常用化学用语的书写等，难度中等，清楚工艺流程原理是解题的关键，是对知识迁移的综合运用．