Question

【題目】工業(yè)上用鋁土礦(含氧化鋁、氧化鐵)制取鋁的過(guò)程如下：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)沉淀C的化學(xué)式為____，C與金屬Al可以在高溫下發(fā)生反應(yīng),可用于焊接鐵軌。則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。

(2)操作Ⅰ、操作Ⅱ 和操作Ⅲ 都是____(填操作名稱)，實(shí)驗(yàn)室要洗滌Al(OH)3沉淀，洗滌方法是____________。

(3)生產(chǎn)過(guò)程中，除NaOH、H2O可以循環(huán)使用外，還可以循環(huán)使用的物質(zhì)有______(填化學(xué)式)。用此法制取鋁的副產(chǎn)品是______(填化學(xué)式)。

(4)金屬鋁的生產(chǎn)是以Al2O3為原料，在熔融狀態(tài)下進(jìn)行電解： ，電解熔融的氧化鋁，若得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2 L O2，則同時(shí)生成____g鋁。

下列有關(guān)此工藝的說(shuō)法合理的是______

A．冰品石(Na3AlF6)的作用是降低Al2O3的熔化溫度

B．電解生成的金屬鋁是在熔融液的上層

C．電解過(guò)程中的電極材料可以為金屬材料

D．鋁是高耗能產(chǎn)品，廢舊鋁材的回收后制成氧化鋁比較合理

(5)若鋁土礦中還含有二氧化硅，此生產(chǎn)過(guò)程中得到的氧化鋁將混有雜質(zhì)：___(填化學(xué)式)。

Answer 1

【答案】Fe2O3 2Al+ Fe2O3=Al2O3 +2Fe 過(guò)濾 向漏斗中加蒸餾水至浸沒(méi)沉淀，使水自然流完，重復(fù)操作2～3次 CaO和CO2 Fe2O3和O2 18 A SiO2

【解析】

根據(jù)流程圖，氧化鋁可以和氫氧化鈉反應(yīng)得到偏鋁酸鈉，氧化鐵和氫氧化鈉不反應(yīng)，所以B是偏鋁酸鈉溶液，C是氧化鐵，實(shí)現(xiàn)固體和液體的分離的方法是過(guò)濾，氫氧化鋁受熱分解得到氧化鋁和水，電解氧化鋁得到的是金屬鋁和氧氣，據(jù)流程分析解題。

(1)因Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O，而Fe2O3不與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)，因此過(guò)濾得到的沉淀C為Fe2O3，利用Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)制取Fe，即2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe；

(2)操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均是除去不溶于液體的固體，即過(guò)濾，洗滌方法是向漏斗中加蒸餾水至浸沒(méi)沉淀，使水自然流完，重復(fù)操作2～3次；

(3)據(jù)流程圖可看出循環(huán)使用的物質(zhì)除NaOH、H2O外，還有CaCO3CaO+CO2↑，CaO與CO2也可循環(huán)使用；制取Al同時(shí)得到Fe2O3和O2；

(4)2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑，n(O2)=0.5mol，則m(Al)=×0.5mol×27g/mol=18g；

A．Al2O3的熔點(diǎn)很高，熔化得需要較多能量，加入冰晶石可以降低熔化溫度，故A正確；

B．由于冰晶石(Na3AlF6)與氧化鋁熔融物密度比鋁的小，所以鋁在熔融液的下層，故B錯(cuò)誤；

C．電解過(guò)程中如果是金屬做陽(yáng)極，將參與電極反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；

D．電解產(chǎn)生的鋁要盡量以單質(zhì)形式存在，所以將回收鋁做成鋁錠最好，故D錯(cuò)誤；

故答案為：A；

(5)鋁土礦中含有二氧化硅，可以和氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉溶液，向其中通二氧化碳可以得到硅酸沉淀，硅酸受熱分解得到二氧化硅，所以生產(chǎn)過(guò)程中得到的氧化鋁將混有雜質(zhì)二氧化硅。