Question

【題目】（I）某課外小組研究鋁土礦中Al2O3的含量。已知鋁土礦的主要成分是Al2O3，雜質(zhì)是Fe2O3、SiO2等。從鋁土礦中提取Al2O3的過(guò)程如下：

（1）第③步中，生成氫氧化鋁的離子方程式是____________________。

（2）如果把步驟②中適量的鹽酸改為過(guò)量的二氧化碳，則反應(yīng)的離子方程式____。

（3）將實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所得固體精確稱(chēng)量，課外小組發(fā)現(xiàn)所得氫氧化鋁固體的質(zhì)量與原鋁土礦質(zhì)量相等，則該鋁土礦中Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是__________（保留一位小數(shù)）。

（4）工業(yè)上制取AlCl3用Al2O3與C、Cl2在高溫條件下反應(yīng)，每消耗0.5 mol碳單質(zhì)，轉(zhuǎn)移1mol電子，反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________。

（II）大量燃煤產(chǎn)生煙氣會(huì)造成空氣中二氧化硫含量增多，某研究小組利用燃煤電廠的固體廢棄物粉煤灰（主要含Al2O3、SiO2等）進(jìn)行煙氣脫硫研究，并制備Al2(SO4)3·18H2O。

（5）第②步不能用氫氧化鈉溶液的原因是_____________（用化學(xué)方程式表示）。

（6）下列關(guān)于步驟③、④的說(shuō)法正確的是_______。

a．溶液C可用于制備氮肥

b．溶液B中的硫酸銨將煙氣中的SO2除去

c．熱分解獲得的SO2可以回收再利用

（7）從固體B制備Al2(SO4)3·18H2O的實(shí)驗(yàn)操作是：加入稀硫酸、加熱濃縮、_________、過(guò)濾。

Answer 1

【答案】 Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+ CO2+AlO2-＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3- 65.4% Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO Al(OH)3 + NaOH＝NaAlO2 + 2H2O或 Al2(SO4)3 + 8NaOH＝2NaAlO2 + 2Na2SO4 + 4H2O a、c 冷卻結(jié)晶

【解析】（I）向鋁土礦中加入足量燒堿溶液后，氧化鋁是兩性氧化物，既能溶于強(qiáng)酸又溶于強(qiáng)堿，Fe2O3不溶于堿，SiO2溶于強(qiáng)堿，則在①得到濾液中含有偏鋁酸根離子、硅酸根離子，濾渣為氧化鐵；②為鹽酸，除去硅酸根離子，將偏鋁酸根離子轉(zhuǎn)化為鋁離子，進(jìn)入濾液；試劑③為氨水，將鋁離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁加熱分解得氧化鋁；由此分析解答。

（II）加入稀硫酸，氧化鋁溶解，二氧化硅不溶，固體A是二氧化硅，溶液A中含有硫酸鋁和過(guò)量的稀硫酸，加入過(guò)量氨水生成氫氧化鋁沉淀，固體B是氫氧化鋁，最終轉(zhuǎn)化為硫酸鋁晶體；溶液B中含有硫酸銨和過(guò)量的氨水，通入二氧化硫生成亞硫酸氫銨，亞硫酸氫銨分解又轉(zhuǎn)化為二氧化硫，據(jù)此解答。

（1）由于氫氧化鋁能溶于強(qiáng)堿性溶液，因此選用弱堿氨水將鋁離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+；

（2）由于碳酸的酸性強(qiáng)于氫氧化鋁，則足量二氧化碳與偏鋁酸鈉反應(yīng)的離子方程式為CO2+AlO2-＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3-；

（3）設(shè)鋁土礦的質(zhì)量是m g，將實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所得固體精確稱(chēng)量，課外小組發(fā)現(xiàn)所得氫氧化鋁固體的質(zhì)量與原鋁土礦質(zhì)量相等，則根據(jù)原子守恒可知該鋁土礦中Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是；

（4）Cl2有強(qiáng)氧化性，碳具有還原性，每消耗0.5 mol碳單質(zhì)，轉(zhuǎn)移1mol電子，這說(shuō)明反應(yīng)中碳失去2個(gè)電子，即氧化產(chǎn)物是CO，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式是Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO；

（5）由于氫氧化鋁是兩性氫氧化物，能溶于強(qiáng)堿溶液中，則第②步不能用氫氧化鈉溶液，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al(OH)3+NaOH＝NaAlO2+2H2O或Al2(SO4)3+8NaOH＝2NaAlO2+2Na2SO4+4H2O。

（6）a．溶液C中含有銨鹽，可用于制備氮肥，a正確；b．溶液B中的氨水將煙氣中的SO2除去，硫酸銨與二氧化硫不反應(yīng)，b錯(cuò)誤；c．熱分解獲得的SO2可以回收再利用，c正確；答案選ac；

（7）從固體B制備Al2(SO4)3·18H2O的實(shí)驗(yàn)操作是：加入稀硫酸、加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾。