Question

铝是地壳中含量最多的金属元素，1854年法国化学家德维尔用金属钠还原氯化钠和氯化铝的复盐，获得了铝单质。1886年，美国人豪尔和法国人海郎特，分别独立地电解熔融的氧化铝和冰晶石的混合物，制得了金属铝，奠定了今天大规模生产铝的基础。

工业生产金属铝的原料是铝土矿（主要成分为Al2O3，另含有Fe2O3和SiO2），工业中得到较纯氧化铝的过程如下图所示：

试回答下列问题：

（1）操作Ⅰ是一种重要的混合物分离方法，实验室进行该项操作用到的玻璃仪器有烧杯、________、________。

（2）经分析不溶物A的主要成分为________。

（3）工业上电解冶炼铝的化学方程式为________________，若电路中通过1 mol电子，可以得到铝________g。

（4）为了提高综合经济效益，实际工业生产中常将上述反应中的相关物质循环利用。其部分转化关系如下图所示：

①上述转化中未涉及四种基本反应类型中的________反应；

②写出过程③的化学方程式：____________。

（5）科学研究表明，人体过量吸入铝元素会严重危害身体健康。请你结合实际提出两条杜绝铝元素过量吸入的措施：____________。

 

Answer 1

（1）漏斗　玻璃棒

（2）Fe2O3和SiO2（提示：Fe2O3不溶于水，且不与NaOH溶液反应；SiO2属于原子晶体，常温下与NaOH反应的速率很慢）

（3）2Al2O34Al＋3O2↑　9

（4）①置换　②NaHCO3＋Ca（OH）2=CaCO3↓＋NaOH＋H2O

（5）不用铝制品作炊具；不用铝箔包装食品（其他合理答案也可）

【解析】本题考查工业提取铝的流程实验。铝土矿加碱溶解后，溶液A为NaAlO2，不溶物为Fe2O3和SiO2，在NaAlO2溶液中通入CO2可生成Al（OH）3和NaHCO3，Al（OH）3受热分解生成Al2O3，Al2O3电解产生金属铝，方程式为2Al2O34Al＋3O2↑，该反应中产生4 mol铝需要转移电子为12 mol，则转移1 mol电子可以得到铝mol，即为9 g；（4）B为NaHCO3，根据题意可知，物质X为CaCO3，高温分解产生CaO和CO2，CaO与水反应生成Ca（OH）2，Ca（OH）2与NaHCO3反应生成NaOH和CaCO3，反应①为分解反应，反应②为化合反应，反应③为复分解反应。