Question

工业上用铝土矿（主要成分Al₂O₃，还含有Fe₂O₃、SiO₂）提取氧化铝作冶炼铝的原料，提取的操作过程如图：

（1）写出步骤①②③④的化学方程式（是离子反应的用离子方程式表示）
①

 

②

 

③

 

④

 

（2）请写出铝热剂Fe₂O₃与Al发生反应的化学方程式，并说明该反应的一个用途．

 

；

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,金属冶炼的一般原理

专题：实验设计题

分析：（1）铝土矿加过量盐酸溶解，Fe₂O₃、Al₂O₃和HCl反应溶解，反应方程式分别为：Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O，Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂O．而SiO₂不与盐酸反应，所以沉淀为不溶物SiO₂；滤液A中含有的阳离子有Fe³⁺、Al³⁺、H⁺，加入过量烧碱，氢离子和氢氧化钠反应生成水，铁离子和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀，生成的氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子，所以沉淀C的成分是氢氧化铁；滤液甲中含有偏铝酸钠和氯化钠，通入过量的二氧化碳可以得到碳酸氢钠和氢氧化铝沉淀，反应的离子方程式为CO₂+AlO₂^-+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-，氢氧化铝沉淀加热可以得到氧化铝，即2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O，
（2）金属铝可以和氧化铁之间发生铝热反应，得到金属铁和氧化铝，反应是放热的，可以焊接铁轨．

解答： 解：（1）铝土矿加过量盐酸溶解，Fe₂O₃、Al₂O₃和HCl反应溶解，反应方程式分别为：Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O，Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂O．而SiO₂不与盐酸反应，所以沉淀为不溶物SiO₂；滤液A中含有的阳离子有Fe³⁺、Al³⁺、H⁺，加入过量烧碱，氢离子和氢氧化钠反应生成水，铁离子和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀，生成的氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子，所以沉淀C的成分是氢氧化铁；滤液甲中含有偏铝酸钠和氯化钠，通入过量的二氧化碳可以得到碳酸氢钠和氢氧化铝沉淀，反应的离子方程式为CO₂+AlO₂^-+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-，氢氧化铝沉淀加热可以得到氧化铝，即2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O，即步骤①②③④的化学方程式分别是：
①Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；
②Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
③CO₂+AlO₂^-+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
④2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O，
故答案为：：①Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；
②Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
③CO₂+AlO₂^-+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
④2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O；
（2）金属铝可以和氧化铁之间发生铝热反应，得到金属铁和氧化铝，即Fe₂O₃+2Al

高温  .

Al₂O₃+2Fe，反应放热，生成的铁是熔融态，该反应可以用来焊接钢轨，故答案为：Fe₂O₃+2Al

高温  .

Al₂O₃+2Fe；焊接钢轨．

点评：本题以推断题的形式，考查金属及其化合物的相关性质．对此类题型的考查通常用结合铝及其化合物，解题的关键在于熟练掌握“铝三角”的相关反应，题目难度不大．