Question

【題目】從鋁土礦（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質(zhì)）中提取氧化鋁的兩種工藝流程如下：

請(qǐng)回答下列問題：

（1）固體A的主要成分是______________（寫名稱）。

（2）鋁土礦與過量燒堿反應(yīng)的離子方程式為______________、________________。

（3）濾液D中的溶質(zhì)有______________（填化學(xué)式）。

（4）指出流程乙的一個(gè)缺點(diǎn)是____________。

（5）氧化鋁與焦炭的混合物在氮?dú)庵懈邷丶訜岱磻?yīng)，制得新型非金屬材料AlN與一種中學(xué)常見氣體X。已知每轉(zhuǎn)移6.02×1023個(gè)電子，有0.5mol化合物X生成，此反應(yīng)的化學(xué)方程式___。

Answer 1

【答案】二氧化硅 Al2O3+2OH-=2AlO2-+ H2O SiO2+2OH- =SiO32-+H2O NaCl、NaOH、NaAlO2 氧化鋁中含有二氧化硅雜質(zhì) Al2O3+N2+3C2AlN+3CO

【解析】

由工藝流程甲可知，鋁土礦與鹽酸反應(yīng)得固體A和濾液B，則固體A為SiO2，濾液B含有氯化鋁、氯化鐵、氯化鎂等，濾液中加入過量的NaOH，可推知沉淀C為氫氧化鐵、氫氧化鎂，濾液D含有偏鋁酸鈉、氯化鈉和過量的氫氧化鈉，所以向?yàn)V液D中通入過量二氧化碳，生成氫氧化鋁沉淀與碳酸氫鈉，沉淀F為Al（OH）3，濾液E中含有NaCl、NaHCO3；根據(jù)工藝流程乙可知，鋁土礦中的Al2O3、SiO2能和氫氧化鈉反應(yīng)，可知固體X為Fe2O3、MgO等，濾液Y為硅酸鈉、偏鋁酸鈉，濾液中通入過量二氧化碳，沉淀Z為Al（OH）3、硅酸，濾液K中含有NaHCO3，由此解答。

（1）鋁土礦的主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO，只有SiO2不溶于鹽酸，故A為SiO2，名稱是二氧化硅；

（2）鋁土礦的主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO，其中Al2O3和SiO2能夠和氫氧化鈉反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式分別為：Al2O3+2OH-=2AlO2-+ H2O和SiO2+2OH- =SiO32-+H2O；

（3）由分析可知，濾液B含有氯化鋁、氯化鐵、氯化鎂等，濾液中加入過量的NaOH，可推知沉淀C為氫氧化鐵、氫氧化鎂，濾液D含NaCl、NaAlO2和過量的NaOH；

（4）由分析可知，X為Fe2O3、MgO等，濾液Y為硅酸鈉、偏鋁酸鈉，濾液中通入過量二氧化碳，沉淀Z為Al（OH）3、硅酸。灼燒沉淀Z，氫氧化鋁分解成氧化鋁，硅酸加熱分解會(huì)生成二氧化硅，故生成的氧化鋁中含有二氧化硅雜質(zhì)；

（5）氧化鋁與焦炭的混合物在氮?dú)庵懈邷丶訜岱磻?yīng)，制得新型非金屬材料AlN與一種中學(xué)常見氣體X，根據(jù)元素守恒可知X中應(yīng)含有氧元素和碳元素，已知每轉(zhuǎn)移6.02×1023個(gè)電子即1mol電子，有0.5mol化合物X生成，由電子轉(zhuǎn)移守恒，可得在X中C的化合價(jià)為=2，所以X是CO，所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al2O3+N2+3C 2AlN+3CO，故答案為：Al2O3+N2+3C 2AlN+3COAl2O3+N2+3C。