Question

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

请回答下列问题：
（1）写出步骤①中发生反应的离子方程式；滤渣①的成分为 ．
（2）写出步骤②中生成含铝化合物的化学方程式；能否将此步骤中的NaOH 溶液更换为氨水？（填“能”或“不能”）．若不能，请说明理由：（若能，则此空不答）．
（3）步骤③中的X 为（填化学式），发生反应的离子方程式为 ．
（4）若铝土矿的质量为mkg，最后得到A12O3的质量为nkg（忽略提取过程中铝元素的损失），则铝土矿中铝元素的质量分数为（用含m、n 的代数式表示）．

Answer 1

【答案】
（1）Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；SiO2
（2）AlCl3+4NaOH=3NaCl+Na[Al（OH）]4或AlC13+4NaOH=3NaCl+NaAlO2+2H2O；不能；若用氨水，Fe3+与Al3+均沉淀，无法将二者分离
（3）CO2；CO2+[Al（OH）4]﹣=Al（OH）3↓+HCO3﹣
（4）
【解析】解：（1）步骤①为Al2O3、Fe2O3与稀盐酸反应生成盐和水，反应方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，SiO2和稀盐酸不反应，然后采用过滤方法得到滤渣1为SiO2；所以答案是：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；SiO2；（2）步骤②为向滤液1（滤液1中溶质有AlCl3、FeCl3）中加入过量NaOH溶液，其中氯化铝生成偏铝酸钠，反应物额：AlCl3+4NaOH=3NaCl+Na[Al（OH）]4或AlC13+4NaOH=3NaCl+NaAlO2+2H2O；铝离子与氨水反应生成氢氧化铝沉淀，铁离子也沉淀，无法将铁离子、铝离子分离，故不能用氨水替代氢氧化钠；所以答案是：AlCl3+4NaOH=3NaCl+Na[Al（OH）]4或AlC13+4NaOH=3NaCl+NaAlO2+2H2O；不能；若用氨水，Fe3+与Al3+均沉淀，无法将二者分离；（3）步骤③为向偏铝酸钠中加入过量的X最终得到氢氧化铝沉淀，应为二氧化碳，反应为：CO2+[Al（OH）4]﹣=Al（OH）3↓+HCO3﹣；
所以答案是：CO2；CO2+[Al（OH）4]﹣=Al（OH）3↓+HCO3﹣；（4）得到A12O3的质量为nkg，则其中铝元素的质量为 kg，根据铝元素质量守恒，则原铝土矿中的铝元素质量也为 kg，故铝土矿中铝元素的质量分数为： ；
所以答案是： ．