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    8．铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，如图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：

    已知：①铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质；
    ②溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学方程式为：2Na2SiO3+2NaAlO2+4H2O═Na2Al2Si2O8↓+2H2O+4NaOH回答下列问题：
    （1）溶解铝土矿时，发生反应的离子方程式为：Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O、SiO2+2OH-═SiO32-+H2O．
    （2）滤渣A的主要成分Fe2O3、Na2Al2Si2O8；硅铝酸盐沉淀写成氧化物的形式是Na2O•Al2O3•2SiO2．
    （3）在工艺流程第三步中，选用二氧化碳作酸化剂而不使用盐酸的原因是Al（OH）3溶于强酸而不溶于弱酸，提高Al2O3的提取率
    （4）若该工厂用mkg铝土矿共制得nkg Al（假设每步反应进行完全），则铝土矿中Al2O3的质量分数为$\frac{5100n}{27m}$%．
    （5）若将铝溶解，下列试剂中最好选用B（填编号）．
    A．浓硫酸B． 稀硫酸C．稀HNO3   D．浓HNO3
    （6）电解冶炼铝时用Na3AlF6作助熔剂，Na3AlF6是配合物，其中内界是[AlF6]3-，配位数为6．

    分析 铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，加入足量的氢氧化钠，氧化铝、二氧化硅与NaOH溶液反应均生成盐和水，只有氧化铁与碱不反应，结合信息②可知还生成Na2Al2Si2O8沉淀，过滤后得滤渣Fe2O3、Na2Al2Si2O8；滤液用二氧化碳酸化时，将NaAlO2完全转化为Al（OH）3，反应的离子方程式为：AlO2-+2H2O+CO2═HCO3-+Al（OH）3↓；过滤得氢氧化铝沉淀，灼烧得氧化铝，电解氧化铝得单质铝．
    （1）氧化铝、二氧化硅与NaOH溶液反应均生成盐和水；
    （2）只有氧化铁与碱不反应，结合信息②可知还生成Na2Al2Si2O8；硅酸盐改写为氧化物的形式一般方法归纳为：碱性氧化物、两性氧化物、酸性氧化物；
    （3）第三步中，选用二氧化碳作酸化剂，可将Al元素全部转化为沉淀；
    （4）根据铝元素守恒由Al的质量计算出氧化铝的质量，再求出质量分数；
    （5）根据Al的化学性质及不生成有毒气体来解答；
    （6）中心离子和配体组成內界，其余部分为外界；配原子的数目即是配位数．

    解答 解：铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，加入足量的氢氧化钠，氧化铝、二氧化硅与NaOH溶液反应均生成盐和水，只有氧化铁与碱不反应，结合信息②可知还生成Na2Al2Si2O8沉淀，过滤后得滤渣Fe2O3、Na2Al2Si2O8；滤液用二氧化碳酸化时，将NaAlO2完全转化为Al（OH）3，反应的离子方程式为：AlO2-+2H2O+CO2═HCO3-+Al（OH）3↓；过滤得氢氧化铝沉淀，灼烧得氧化铝，电解氧化铝得单质铝．
    （1）氧化铝、二氧化硅与NaOH溶液反应均生成盐和水，离子反应分别为Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O、SiO2+2OH-═SiO32-+H2O，
    故答案为：Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O、SiO2+2OH-═SiO32-+H2O；
    （2）只有氧化铁与碱不反应，结合信息②可知还生成Na2Al2Si2O8，则滤渣A的主要成分为Fe2O3、Na2Al2Si2O8；硅酸盐改写为氧化物的形式一般方法归纳为：碱性氧化物、两性氧化物、酸性氧化物，则Na2Al2Si2O8改写为氧化物为Na2O•Al2O3•2SiO2，
    故答案为：Fe2O3、Na2Al2Si2O8；Na2O•Al2O3•2SiO2；
    （3）经过足量氢氧化钠溶液的溶解，大部分铝元素均以NaAlO2的形式存在于滤液中，通入过量二氧化碳可以将NaAlO2完全转化为Al（OH）3，若选用盐酸，则生成的氢氧化铝会溶于过量的盐酸，所以第三步中选用二氧化碳作酸化剂；
    故答案为：Al（OH）3溶于强酸而不溶于弱酸，提高Al2O3的提取率；
    （4）设铝土矿中氧化铝为xkg，
        2Al～Al2O3
        27×2      102
        nkg        xkg
    则x=$\frac{102×nkg}{27×2}$=$\frac{51n}{27}$kg，
    铝土矿中Al2O3的质量分数为$\frac{\frac{51n}{27}}{m}$×100%=$\frac{5100n}{27m}$%；
    故答案为：$\frac{5100n}{27m}$%；
    （5）因铝与浓硫酸在常温下发生钝化，加热溶解会产生有毒气体SO2，原料利用率低；稀硝酸能溶解铝但会产生NO气体，污染空气，硝酸利用率低；而铝与稀硫酸反应速率较快，产生的H2对空气无污染，则选稀硫酸溶解Al最好，
    故答案为：B；
    （6）中心离子和配体组成內界，其余部分为外界，则Na3AlF6中Na+为外界，[AlF6]3-为內界；配原子的数目即是配位数，所以配位数为6；
    故答案为：[AlF6]3-；6．

    点评 本题考查Al及其化合物的化学性质、物质分离提纯方法和基本操作的综合应用，注意把握流程中发生的化学反应为解答的关键，注重信息与所学知识的结合分析解决问题，侧重知识迁移应用能力的考查，题目难度中等．

    练习册系列答案
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