Question

8．鋁土礦的主要成分是Al₂O₃、Fe₂O₃和SiO₂等．從鋁土礦中提煉Al₂O₃的流程如圖：

（1）寫出反應1的化學方程式Al₂O₃+2NaOH═2NaAlO₂+H₂O、SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O．
（2）濾液Ⅱ中含有NaAlO₂，通入氣體A后得到Al（OH）₃沉淀．氣體A是CO₂．
（3）往NaAlO₂溶液中通入過量CO₂時得到的鹽是Na₂CO₃還是NaHCO₃？反應的離子方程式為AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
（4）反應之中能否用鹽酸代替氣體A？若使用過量鹽酸，則反應的離子方程式為AlO₂^-+4H⁺═Al³⁺+2H₂O．
（5）煅燒B的化學方程式為2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O．
（6）電解氧化鋁制鋁的化學方程式為2Al₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;電解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑．
（7）鋁鍋不宜長時間存放酸性或堿性食物的原因是什么？鋁鍋表面的氧化物膜及鋁均能與酸、堿反應而被腐蝕．試分別寫出Al與鹽酸、NaOH溶液反應的離子方程式：2Al+6H⁺═2Al³⁺+3H₂↑，2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑．

Answer 1

分析 鋁土礦的主要成分是Al₂O₃、Fe₂O₃和SiO₂等，與NaOH反應分別為：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O，反應1的濾液中含有NaAlO₂和Na₂SiO₃，濾渣為Fe₂O₃，濾液中加入CaO，Na₂SiO₃變?yōu)镃aSiO₃沉淀，故濾液Ⅱ中的溶質為NaAlO₂，通入A生成B，B煅燒生成Al₂O₃，故B為Al（OH）₃，氣體A應該為CO₂，發(fā)生反應為：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-，或AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，所以濾液Ⅲ為碳酸鈉溶液或碳酸氫鈉溶液，據(jù)此答題．

解答 解：鋁土礦的主要成分是Al₂O₃、Fe₂O₃和SiO₂等，與NaOH反應分別為：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O，反應1的濾液中含有NaAlO₂和Na₂SiO₃，濾渣為Fe₂O₃，濾液中加入CaO，Na₂SiO₃變?yōu)镃aSiO₃沉淀，故濾液Ⅱ中的溶質為NaAlO₂，通入A生成B，B煅燒生成Al₂O₃，故B為Al（OH）₃，氣體A應該為CO₂，發(fā)生反應為：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-，或AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，所以濾液Ⅲ為碳酸鈉溶液或碳酸氫鈉溶液，
（1）根據(jù)上面的分析可知，反應1的化學方程式為Al₂O₃+2NaOH═2NaAlO₂+H₂O、SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O，
故答案為：Al₂O₃+2NaOH═2NaAlO₂+H₂O、SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O；
（2）根據(jù)上面的分析可知，氣體A是 CO₂，
故答案為：CO₂； 
（3）往NaAlO₂溶液中通入過量CO₂時得到的鹽是NaHCO₃，反應的離子方程式為AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：NaHCO₃；AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（4）反應中不能否用鹽酸代替氣體A？，因為過量鹽酸會與生成的氫氧化鋁反應生成偏鋁酸鈉，反應的離子方程式為AlO₂^-+4H⁺═Al³⁺+2H₂O，
故答案為：AlO₂^-+4H⁺═Al³⁺+2H₂O；
（5）B為Al（OH）₃，煅燒B的化學方程式為2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O，
故答案為：2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O；
（6）電解氧化鋁制鋁的化學方程式為2Al₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;電解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑，
故答案為：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;電解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑；
（7）鋁鍋表面的氧化物膜及鋁均能與酸、堿反應而被腐蝕，所以鋁鍋不宜長時間存放酸性或堿性食物，Al與鹽酸、NaOH溶液反應的離子方程式為2Al+6H⁺═2Al³⁺+3H₂↑、2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：鋁鍋表面的氧化物膜及鋁均能與酸、堿反應而被腐蝕；2Al+6H⁺═2Al³⁺+3H₂↑、2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑．

點評 本題考查化學工藝流程、無機物推斷等，題目難度中等，理解工藝流程是解題的關鍵，需要學生基本扎實的據(jù)此與運用知識分析解決問題的能力．注意把握制備原理，把握物質的性質以及相關反應方程式的書寫．該題側重考查鋁、硅、鈉及其化合物的性質．