Question

10．工业上用铝土矿（主要成分为氧化铝，含少量氧化铁）制取铝的过程如图所示：

请回答：
（1）试剂1为NaOH（填化学式），①～④转化过程中④消耗能量最多．
（2）沉淀B的化学式为Fe₂O₃，该物质除了用于金属冶炼以外，还可用作颜料等．
（3）电解F，当转移6mol电子时，可制得铝54g．
（4）生产过程中，除物质E可以循环使用外，还可以循环使用的物质有CaO和CO₂（填化学式）．
（5）②中发生反应的离子方程式为CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．

Answer 1

分析 铝土矿（主要成分含氧化铝、氧化铁）加入氢氧化钠，氧化铁不和碱反应，氧化铝可与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水；过滤后得到的沉淀B为氧化铁，滤液A中含氢氧化钠和偏铝酸钠；通入二氧化碳，二氧化碳和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠，过滤得到氢氧化铝沉淀和碳酸钠溶液；灼烧氢氧化铝得到氧化铝和水，电解氧化铝得到铝和氧气；碳酸钠溶液和氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠，氢氧化钠用来碱浸；灼烧碳酸钙得到氧化钙和二氧化碳，二氧化碳和氧化钙循环使用；
（1）铝土矿（主要成分含氧化铝、氧化铁）加入氢氧化钠，氧化铁不和碱反应，氧化铝可与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水；
（2）电解氧化铝需要破坏离子键，需要吸收大量的能量；
三氧化二铁不溶于氢氧化钠，过滤得到固体为三氧化二铁，为红棕色固体，可用作染料；
（3）依据电解氧化铝的方程式为：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，根据铝和转移电子之间的关系式计算；
（4）煅烧碳酸钙得到CaO和CO₂，二者能循环利用；
（5）偏铝酸钠溶液通入过量的二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠．

解答 解：（1）铝土矿（主要成分含氧化铝、氧化铁）加入氢氧化钠，氧化铁不和碱反应，氧化铝可与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水；电解氧化铝需要破坏离子键，需要吸收大量的能量；
故答案为：NaOH； ④；
（2）铝土矿（主要成分含氧化铝、氧化铁）加入氢氧化钠，氧化铁不和碱反应，氧化铝可与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水；过滤后得到的沉淀为氧化铁；三氧化二铁为红棕色，可以做颜料；
故答案为：Fe₂O₃　颜料等；
（3）电解氧化铝的方程式为：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，设得到铝的质量为x，
2Al₂O₃$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Al+3O₂↑  转移电子
          108g       12mol
          x           6mol
解得x=54g；
故答案为：54g；
（4）煅烧碳酸钙得到CaO和CO₂，B生成沉淀需要二氧化碳、碳酸钠转化为碳酸钙需要CaO，所以CaO和CO₂能循环利用，
故答案为：CaO和CO₂．
（5）偏铝酸钠溶液通入过量的二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠，离子方程式：CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
故答案为：CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；

点评 本题考查物质分离和提纯，侧重考查学生分析及知识运用能力，明确物质性质及基本操作方法、反应原理即可解答，知道常见元素化合物知识及常见离子检验方法，题目难度不大．