Question

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

請回答下列問題：

(1)固體A的主要成分是________(寫名稱)；

(2)鋁土礦與過量燒堿反應的離子方程式為______、______；

(3)電解熔融氧化鋁可制得兩種單質，寫出該反應化學方程式__________；

(4)寫出濾液D和過量CO2反應的離子方程式__________；

(5)指出流程乙的一個缺點是____________；

(6)氧化鋁與焦炭的混合物在氮氣中高溫加熱反應，制得新型非金屬材料AlN與一種中學常見氣體X．已知每轉移6.02×1023個電子，有0.5mol化合物X生成，此反應的化學方程式________________。

Answer 1

【答案】二氧化硅 SiO2+2OH-=+H2O Al2O3+2OH-=+H2O 2Al2O3(熔融)4Al+ 3O2↑ +CO2+2H2O=Al(OH)3↓+ 沉淀Z中混有H2SiO3，灼燒后，氧化鋁中含有二氧化硅雜質 Al2O3+N2+3C2AlN+3CO

【解析】

流程甲：鋁土礦中加入過量的稀鹽酸，SiO2與鹽酸不反應，Al2O3、Fe2O3、MgO均可與鹽酸反應生成相應的氯化物，反應的離子方程式為Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；MgO+2H+=Mg2++H2O；反應液中加入過量燒堿，Al3+變?yōu)?/span>，Mg2+、Fe3+變?yōu)?/span>Mg(OH)2和Fe(OH)3沉淀，過濾后，濾液中通入足量的二氧化碳氣體，生成了Al(OH)3沉淀；反應方程式為+CO2＋2H2O=Al(OH)3↓+。流程乙：鋁土礦中加入過量的氫氧化鈉溶液，Fe2O3、MgO與氫氧化鈉不反應，SiO2、Al2O3均與強堿反應生成硅酸鈉和偏鋁酸鈉，過濾，濾液中通入足量的二氧化碳，反應生成了Al(OH)3沉淀和硅酸。

(1)根據分析，固體A的主要成分是二氧化硅；

(2)鋁土礦中Al2O3、SiO2均與強堿反應，生成偏鋁酸鹽和硅酸鹽，反應的離子方程式分別為：Al2O3+2OH-=+H2O、SiO2+2OH-=+H2O；

(3)電解熔融氧化鋁可制得金屬鋁和氧氣，反應化學方程式2Al2O3(熔融)4Al+ 3O2↑；

(4)向濾液D中通入足量的二氧化碳氣體，生成了Al(OH)3沉淀，反應的離子方程式為+CO2＋2H2O=Al(OH)3↓+；

(5)SiO2、Al2O3均與強堿反應生成硅酸鈉和偏鋁酸鈉，過濾，濾液中通入足量的二氧化碳，反應生成了Al(OH)3沉淀和硅酸，灼燒后，得到氧化鋁和二氧化硅，即氧化鋁中含有二氧化硅雜質；

(6)氧化鋁與焦炭的混合物在氮氣中高溫加熱反應，制得新型非金屬材料AlN與一種中學常見氣體X，根據元素守恒可以知道X中應含有氧元素和碳元素，已知每轉移6.02×1023個電子即1mol電子，有0.5mol化合物X生成，由電子轉移守恒，可得在X中C的化合價為=2，所以X是CO，所以該反應的化學方程式為Al2O3+N2+3C2AlN+3CO。