Question

鋁是一種重要金屬，從鋁土礦(主要成分為Al₂O₃，Fe₂O₃、SiO₂等)中冶煉Al的工業生產流程如下圖：

（1）沉淀B的化學式為         ，溶液A中含的陽離子主要有                    。
（2）寫出步驟II生成溶液C 的離子方程式                                     ，
步驟I、II、III都要用到的分離方法是                  。
（3）生產過程中，除CaO可以循環使用外，還可以循環使用的物質有：                              （填化學式）。
（4）生產中曾用鋁熱反應焊接鋼軌，則鋁與氧化鐵發生反應的化學方程式為：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　                  
（5）經分析，a噸鋁土礦可以冶煉出b噸的鋁（假設各生產環節中無損耗），則原鋁土礦中Al₂O₃的純度（質量分數）             (用含a、b的最簡式表示)。

Answer 1

12分）(1) SiO₂ (1分)；   Al³⁺、Fe³⁺、H⁺    (2分，有錯不得分，漏選得1分)   
(2)Al³⁺+4OH^-=[Al(OH)₄]^-    (2分)    過濾   (1分)  
(3)CO₂、NaOH   (2分)      
(4)2Al+ Fe ₂O₃ 高溫 Al ₂O₃ + 2Fe  (2分) 
( 5)  17b/9a 或 (17b/9a)*100% (2分)

試題分析：（1）二氧化硅和鹽酸不反應，所以沉淀B是二氧化硅，溶液A中含有H^＋、Al^3＋、Fe^3＋。
(2)加入過量的燒堿則生成氫氧化鐵沉淀，而溶液C是偏鋁酸鈉和氫氧化鈉的混合液。步驟II生成溶液C 的離子方程式為Al³⁺+4OH^-=[Al(OH)₄]^-。步驟I、II、III都要用到的分離方法是過濾。
(3)生產過程中，除CaO可以循環使用外，還可以循環使用的物質有CO₂、NaOH。
(4)鋁熱反應的方程式為2Al+ Fe ₂O₃ 高溫 Al ₂O₃ + 2Fe。
( 5) Al₂O₃中Al的質量分數為：9/17或(9/17)*100%，故原鋁土礦中Al₂O₃的純度（質量分數）為17b/9a 或 (17b/9a)*100%。
向D中通入過量的CO₂，則生成碳酸氫鈉和氫氧化鋁白色沉淀。氫氧化鋁不穩定，加熱分解生成氧化鋁和水。電解熔融的氧化鋁則生成單質鋁。
點評：本題以框圖題形式考查鋁的化合物的性質，難度中等，清楚提取的操作過程原理，是對知識遷移的綜合運用。