Question

【題目】鋁是一種重要的金屬，在生產(chǎn)、生活中具有許多重要的用途，如圖是從鋁土礦中制備鋁的工藝流程：

已知：（1）鋁土礦的主要成分是Al2O3，此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)；

（2）溶液中的硅酸鈉與偏鋁酸鈉反應(yīng)，能生成硅鋁酸鹽沉淀，化學(xué)反應(yīng)方程式為2Na2SiO3+2NaAlO2+2H2O=Na2A12Si2O8↓+4NaOH。請(qǐng)回答下列問題：

（1）鋁土礦中Al2O3與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式為_________________________________。

（2）在工藝流程中“酸化”時(shí)，加入的最佳物質(zhì)B是________，理由是_______________________，寫出酸化過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________。

（3）工業(yè)上用Al2O3與C、Cl2在高溫條件下反應(yīng)制取AlCl3，理論上每消耗6.0 g碳單質(zhì)，轉(zhuǎn)移1 mol電子，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________。

（4）某同學(xué)推測(cè)鋁與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應(yīng)得到的熔融物中還含有Fe2O3，設(shè)計(jì)了如下方案來驗(yàn)證：取一塊該熔融物投入少量稀硫酸中，反應(yīng)一段時(shí)間后，向反應(yīng)后的混合液中滴加物質(zhì)甲的溶液，觀察溶液顏色的變化，即可證明熔融物中是否含有Fe2O3。

則物質(zhì)甲是_________(填化學(xué)式)，請(qǐng)判斷該同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案的合理性_________(填“合理”或“不合理”）。原因是_______________________________________（若合理，則不用填寫）。

Answer 1

【答案】 Al2O3＋2OH－=2AlO2-＋H2O CO2 CO2過量時(shí)氫氧化鋁不會(huì)溶解，反應(yīng)易控制，且原料廉價(jià) CO2＋NaAlO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋NaHCO3 Al2O3＋3C＋3Cl22AlCl3＋3CO KSCN 不合理 Fe3＋能與Fe、Al反應(yīng)生成Fe2＋，不能檢出Fe3＋

【解析】試題分析：（1）鋁土礦的主要成分是Al2O3，此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)；

（2）溶液中的硅酸鈉與偏鋁酸鈉反應(yīng)，能生成硅鋁酸鹽沉淀，化學(xué)反應(yīng)方程式為

2Na2SiO3+2NaAlO2+2H2O=Na2A12Si2O8↓+4NaOH。請(qǐng)回答下列問題：

（1）Al2O3與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉。

（2）氫氧化鋁能溶液強(qiáng)酸，不溶于弱酸。

（3）工業(yè)上用Al2O3與C、Cl2在高溫條件下反應(yīng)制取AlCl3，理論上每消耗6.0 g碳單質(zhì)，轉(zhuǎn)移1 mol電子，說明碳元素化合價(jià)升高為+2價(jià)，生成CO。

（4）檢驗(yàn)Fe3＋用KSCN溶液，若溶液變?yōu)檠�紅色則含有Fe3＋；Fe3＋能與Fe、Al反應(yīng)生成Fe2＋。

解析：（1）Al2O3與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉的離子方程式為Al2O3＋2OH－=2AlO2-＋H2O。

（2）酸化的目的是生成氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁能溶液強(qiáng)酸，不溶于弱酸，在工藝流程中“酸化”時(shí)加入CO2，CO2過量時(shí)氫氧化鋁不會(huì)溶解，反應(yīng)易控制，且原料廉價(jià)酸化過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：CO2＋NaAlO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋NaHCO3。

（3）工業(yè)上用Al2O3與C、Cl2在高溫條件下反應(yīng)制取AlCl3，理論上每消耗6.0 g碳單質(zhì)，轉(zhuǎn)移1 mol電子，說明碳元素化合價(jià)升高為+2價(jià)，生成CO,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al2O3＋3C＋3Cl22AlCl3＋3CO。

（4）檢驗(yàn)Fe3＋用KSCN溶液，若溶液變?yōu)檠�紅色則含有Fe3＋；Fe3＋能與Fe、Al反應(yīng)生成Fe2＋不能檢出Fe3＋。