Question

11．铝土矿（主要成分为Al₂O₃，还有少量杂质，杂质不溶于NaOH溶液）是提取氧化铝的原料．提取氧化铝的工艺流程如下：

（1）请用离子方程式表示以上工艺流程中第①步反应：Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O．
（2）写出以上工艺流程中第③步反应的化学方程式：NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃．
（3）步骤④所需进行的实验操作是过滤．
（4）金属铝与氧化铁混合在高温下，会发生剧烈的反应．该反应的化学方程式2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃．请举一例该反应的用途焊接钢轨．
（5）电解熔融氧化铝制取金属铝，若有0.6mol电子发生转移．理论上能得到金属铝的质量是5.4g．

Answer 1

分析 Ai₂O₃和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，过滤除去不溶性杂质，得到滤液为偏铝酸钠溶液，向偏铝酸钠中通入过量的二氧化碳可以生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，过滤得到氢氧化铝沉淀，氢氧化铝灼烧后会生成氧化铝，电解氧化铝熔融物可以得到金属铝，据此来回答相应的问题．
（1）第①步反应为Ai₂O₃和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水；
（2）向偏铝酸钠中通入过量的二氧化碳可以生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠；
（3）步骤④是过滤得到氢氧化铝沉淀操作；
（4）金属铝在高温下可以和氧化铁发生铝热反应；
（5）电解熔融氧化铝制取金属铝2Al₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，生成4molAl反应转移电子为12mol；

解答 解：（1）Ai₂O₃和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，反应的实质是：Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O，
故答案为：Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O；
（2）向偏铝酸钠中通入过量的二氧化碳可以生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，发生的反应为：NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃，
故答案为：NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃；
（3）上述分析可知步骤④是过滤得到氢氧化铝沉淀操作，
故答案为：过滤；
（4）金属铝在高温下可以和氧化铁发生铝热反应，反应的化学方程式为：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃，获得金属铁，铁以铁水的形式生成，这样可以来焊接钢轨，
故答案为：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃；焊接铁轨；
（5）电解熔融氧化铝制取金属铝2Al₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，反应转移电子为12mol，若有0.6mol电子发生转移，则能得到金属铝的质量是$\frac{0.6×4}{12}$mol×27g/mol=5.4（g），
故答案为：5.4g．

点评 本题涉及氧化铝的化学性质方面的知识，注意知识的迁移和应用是解题的关键，难度不大．