Question

從鋁土礦（主要成分是Al₂O₃，含RO₂、Fe₂O₃等雜質(zhì)）中提取Al₂O₃的一種工藝流程如下：

（1）元素R位于周期表中的第三周期，其最高正化合價和負化合價的絕對值相等．RO₂的用途有（寫出1條即可）______．
（2）鋁土礦加入足量燒堿溶液后主要反應的離子方程式為
①______．
②______．
（3）工業(yè)上通過電解氧化鋁和冰晶石的熔融液來冶煉金屬鋁．已知電極材料為惰性材料，陽極反應式為______．
（4）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(zhuǎn)移3mol e^-，有1.5mol化合物X生成，此反應的化學方程式______．

Answer 1

解：（1）最高正化合價和負化合價的絕對值相等，則最外層電子數(shù)為4，元素R位于周期表中的第三周期，所以R為硅元素，RO₂的是SiO₂，其用途有：制作光纖、飾品、建筑材料、石英玻璃、石英坩堝等，
故答案為：制作光纖、飾品、建筑材料、石英玻璃、石英坩堝等；
（2）鋁土礦加入足量燒堿溶液，Al₂O₃、SiO₂與氫氧化鈉反應，氧化鐵不與氫氧化鈉反應，
①氧化鋁與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水，反應離子方程式為Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
②二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應生成硅酸鈉和水，離子方程式為SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；
故答案為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；
（3）電解氧化鋁和冰晶石的熔融液，生成鋁和氧氣，氧元素在陽極上被氧化，生成氧氣，電極反應式為2O^2--4e^-=O₂↑，
故答案為：2O^2--4e^-=O₂↑；
（4）根據(jù)元素守恒可知X為碳的氧化物，由電子轉(zhuǎn)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+3C 2AlN+3CO，
故答案為：Al₂O₃+N₂+3C 2AlN+3CO．
分析：（1）最高正化合價和負化合價的絕對值相等，則最外層電子數(shù)為4，元素R位于周期表中的第三周期，所以R為硅元素；
（2）鋁土礦加入足量燒堿溶液，Al₂O₃、SiO₂與氫氧化鈉反應；
（3）陽極發(fā)生氧化反應，氧離子在陽極放電生成氧氣；
（4）根據(jù)元素守恒可知X為碳的氧化物，由電子轉(zhuǎn)移守恒，求出C在X中的化合價，判斷出X，據(jù)此書寫化學方程式．
點評：本題考查內(nèi)容較多，涉及鋁、鐵、硅的化合物、電化學、氧化還原反應等，難度中等，（4）中關鍵根據(jù)守恒，判斷出X的化學式．