Question

（14分）铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，下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溶液中的硅酸钠与四羟基合铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式为：

2Na2SiO3＋2Na[Al(OH)4]===Na2Al2Si2O8↓＋4NaOH＋2H2O

回答下列问题：

（1）写出铝土矿中Al2O3与氢氧化钠溶液反应的化学方程式 。

（2）过滤操作用到的玻璃仪器除了烧杯外，还有 。

（3）滤渣A的主要成分为 ；滤渣A的用途是 （写一种）。

（4）在流程第三步“酸化”中，加入的最佳物质A是___________。理由是_______ ________ 。

（5）将a g镁铝合金投入100mL、1mol/L的盐酸中，金属完全溶解，再加入200mL、1mol/L NaOH溶液，沉淀恰好达到最大值，质量为（a+1.7）g，镁铝合金与盐酸反应时转移的电子数为 。

Answer 1

（1）Al2O3＋2NaOH = 2NaAlO2＋H2O（2分）；（2）玻璃棒 漏斗（2分）

（3）Fe2O3、Na2Al2Si2O8；（2分） 作炼铁的原料(或生产硅酸盐产品) （2分）

（4）CO2 （2分） CO2过量时氢氧化铝不会溶解，反应易控制，且原料廉价。（2分）

（5）0.1NA（2分）

【解析】

试题分析：（1）铝土矿的主要成分Al2O3是两性氧化物，可以与氢氧化钠溶液反应，反应的化学方程式是Al2O3＋2NaOH = 2NaAlO2＋H2O；（2）过滤操作用到的玻璃仪器除了烧杯外，还有玻璃棒、漏斗；①铝土矿含有Al2O3、SiO2、Fe2O3；当向其中加入足量的NaOH溶液时，发生反应Al2O3＋2NaOH = 2NaAlO2＋H2O；SiO2＋2NaOH =Na2SiO3＋H2O；2Na2SiO3＋2Na[Al(OH)4]===Na2Al2Si2O8↓＋4NaOH＋2H2O， Fe2O3不能与NaOH生发生反应，所以滤渣A的主要成分为Fe2O3、Na2Al2Si2O8；滤渣A含有Fe2O3，可以用作冶炼金属Fe；含有Na2Al2Si2O8，是硅酸盐，因此其用途还可以生产硅酸盐产品；（4）在滤液中含有NaAlO2，为了使Al元素完全转化为Al(OH)3沉淀，由于Al(OH)3是两性氢氧化物，能够与强酸发生反应，为了使物质的利用率提高，同时节约成本，流程第三步“酸化”中，加入的最佳物质A是CO2。（5）将a g镁铝合金投入100mL、1mol/L的盐酸中，金属完全溶解，金属失去电子变为MgCl2、AlCl3；当再加入NaOH溶液时，金属阳离子变为Mg(OH)2、Al(OH)3，NaOH溶液200mL、1mol/L，沉淀恰好达到最大值，可见金属失去电子的物质的量与变为金属氢氧化物时结合的OH-的物质的量相等。n(OH-)=1.7g÷17g/mol=0.1mol，所以镁铝合金与盐酸反应时转移的电子数为0.1NA。

考点：考查混合物分离的仪器的使用、化学方程式的书写、物质的成分、守恒方法在化学计算中的作用。