Question

2．铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al₂O₃和冰晶石（Na₃AlF₆）混合熔融电解制得．铝土矿的主要成分是Fe₂O₃、Al₂O₃和SiO₂等．从铝土矿中提炼Al₂O₃的流程如下：

回答下列问题：
（1）写出反应1的化学方程式2NaOH+SiO₂=Na₂SiO₃+H₂O、2NaOH+Al₂O₃=2NaAlO₂+H₂O；滤渣Ⅰ的主要成分Fe₂O₃．
（2）滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是CaSiO₃，反应2的离子方程式为AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；（气体A为过量）
（3）电解制铝的化学方程式是2Al₂O₃$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是O₂、CO₂（CO）．

Answer 1

分析 铝土矿的主要成分是Al₂O₃和SiO₂等，与NaOH反应生成NaAlO₂、Na₂SiO₃，反应1的滤液中含有NaAlO₂和Na₂SiO₃加入CaO，Na₂SiO₃变为CaSiO₃沉淀，故滤液Ⅱ中的溶质为NaAlO₂，通入A生成B，B煅烧生成Al₂O₃，故B为Al（OH）₃，气体A应该为CO₂，B为Al（OH）₃，以此解答该题．

解答 解：铝土矿的主要成分是Al₂O₃和SiO₂等，与NaOH反应生成NaAlO₂、Na₂SiO₃，反应1的滤液中含有NaAlO₂和Na₂SiO₃加入CaO，Na₂SiO₃变为CaSiO₃沉淀，故滤液Ⅱ中的溶质为NaAlO₂，通入A生成B，B煅烧生成Al₂O₃，故B为Al（OH）₃，气体A应该为CO₂，B为Al（OH）₃，
（1）铝土矿的主要成分是Al₂O₃和SiO₂等，与NaOH反应：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O，氧化铁与氢氧化钠不反应，则滤渣1为Fe₂O₃，
故答案为：2NaOH+SiO₂=Na₂SiO₃+H₂O；2NaOH+Al₂O₃=2NaAlO₂+H₂O；Fe₂O₃；
（2）滤液Ⅰ中含有硅酸钠、偏铝酸钠，加入CaO，生成氢氧化钙，氢氧化钙与硅酸钠反应生成CaSiO₃沉淀；
由工艺流程可知，B为氢氧化铝，故气体A为二氧化碳，滤液Ⅱ主要是偏铝酸钠，偏铝酸钠溶液通入二氧化碳，生成氢氧化铝与碳酸氢钠，反应方程式为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案为：CaSiO₃；AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（3）工业用电解氧化铝的方法冶炼铝，电解制铝的化学方程式是2Al₂O₃$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，以石墨为电极，阳极产生阳极生成氧气，部分氧气可以石墨反应生成二氧化碳、CO，故阳极气体有O₂、CO₂（或CO）．
故答案为：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑； O₂、CO₂（CO）．

点评 本题考查化学工艺流程、无机物推断、电解原理等，为高考常见题型，题目难度中等，理解工艺流程是解题的关键，需要学生基本扎实的据此与运用知识分析解决问题的能力．