Question

工业上用铝土矿(主要成分是Al₂O₃，还有少量的Fe₂O₃、SiO₂)提取冶炼铝的原料氧化铝。工艺流程如图

⑴原料A的名称是_____________，步骤①反应的离子方程式是_________________。
⑵滤液1中要加入稍过量原料B，原料B的化学式是________________，步骤②反应的离子方程式是：__________________________________________。
⑶步骤③的化学方程式是：_____________________________________________。
⑷如果省去步骤①，即溶解铝土矿是从加入原料B开始，则会对氧化铝的提取有什么影响____________________________________________________________。

Answer 1

⑴盐酸（硫酸、硝酸）   Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O   Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O
⑵NaOH     H⁺+OH^-=H₂O    Fe³⁺+3OH^-=Fe(OH)₃ ↓   Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O
⑶NaOH＋CO₂=NaHCO₃、NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al(OH)₃↓+NaHCO₃
⑷若用NaOH溶液溶解铝土矿，则有部分SiO₂溶解在NaOH溶液中生成硅酸钠，最后使加热制得的Al₂O₃混有SiO₂杂质

（1）石灰石煅烧的生成物是CO₂，这说明步骤③中加入的是CO₂，所以滤液②中含有偏铝酸钠。因此原料B是氢氧化钠，则滤液①中氯化铝，所以试剂①是盐酸（或稀硫酸、硝酸等）。二氧化硅与酸是不反应的，所以步骤①中的离子方程式是
Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O。
（2）滤液①中含有过量的盐酸，以及生成的氯化铝和氯化铁，所以加入过量的氢氧化钠时反应的离子方程式是H⁺+OH^-=H₂O、Fe³⁺+3OH^-=Fe(OH)₃ ↓、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O。
（3）滤液③中含有过量的氢氧化钠以及生成的偏铝酸钠，所以通入过量的CO₂时的化学方程式是NaOH＋CO₂=NaHCO₃、NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al(OH)₃↓+NaHCO₃。
（4）若用NaOH溶液溶解铝土矿，则有部分SiO₂溶解在NaOH溶液中生成硅酸钠，最后在生成的氢氧化铝中混有硅酸沉淀，硅酸分解生成二氧化硅，使加热制得的Al₂O₃混有SiO₂杂质，所以不能省去步骤①。