Question

某课外小组研究铝土矿中Al₂O₃的含量。查阅资料得知，铝土矿的主要成分是
Al₂O₃，杂质是Fe₂O₃、SiO₂等。从铝土矿中提取Al₂O₃的过程如下：

（1）第①步，向铝土矿中加入足量烧碱溶液后，发生反应的离子方程式是
                                                               ；
                                                             ；
第③步中，生成氢氧化铝的离子方程式是
                                                             。
（2）将实验过程中所得固体精确称量，课外小组发现所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等，则该铝土矿中Al₂O₃的质量分数是________。（保留一位小数）
（3）工业上制取AlCl₃用Al₂O₃与C、Cl₂在高温条件下反应，每消耗0.5 mol 碳单质，转移1mol电子，反应的化学方程式是                             。

Answer 1

（1） Al₂O₃+2OH^－＝ 2AlO₂^－+H₂O （2分）  SiO₂+2OH^－＝ SiO₃^2－+ H₂O      （2分）
Al³⁺ +3NH₃·H₂O＝Al(OH)₃↓+ 3NH₄⁺（写AlCl₃与NaOH的反应不给分）（２分）
（2）65.4% （2分）  （3）Al₂O₃+3Cl₂+3C2AlCl₃ +3CO （2分）

试题分析：（1）氧化铁和氢氧化钠溶液不反应，氧化铝和二氧化硅能和氢氧化钠溶液反应，则向铝土矿中加入足量烧碱溶液后，发生反应的离子方程式是Al₂O₃+2OH^－＝ 2AlO₂^－+H₂O、SiO₂+2OH^－＝ SiO₃^2－+ H₂O。固体B是氧化铁，A中含有偏铝酸钠和硅酸钠以及过量的氢氧化钠，则加入过量的盐酸后生成硅酸沉淀和氯化铝，即固体C是硅酸，D中含有氯化铝和盐酸，因此反应③中生成氢氧化铝的试剂是氨气或氨水，则生成氢氧化铝的离子方程式是Al³⁺＋3NH₃·H₂O＝Al(OH)₃↓＋ 3NH₄⁺。
（2）所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等，这说明铝土矿中Al₂O₃的质量分数和氢氧化铝中氧化铝的质量分数是相同的。又因为氧化铝可以写成Al₂O₃·3H₂O的形式，所以质量分数是。
（3）每消耗0.5 mol 碳单质，转移1mol电子，这说明反应中碳失去2个电子，即氧化产物是CO，所以反应的化学方程式是Al₂O₃+3Cl₂+3C2AlCl₃ +3CO。
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题综合性强，在注重对学生基础知识巩固和训练的同时，侧重对学生答题能力的培养，有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力，也有利于培养学生的规范答题能力和应试能力。