Question

（2010?深圳二模）鋁土礦的主要成分是Al₂O₃，還含有Fe₂O₃、SiO₂等雜質．
Ⅰ．從鋁土礦中提取氧化鋁的流程如圖所示：
（1）試劑A是

鹽酸（硫酸或硝酸）

；溶液b與試劑B反應的離子方程式為

Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺

．
（2）向溶液a中通入過量的CO₂，將得到的不溶物煅燒后也可得到Al₂O₃，該方案的缺點是

Al₂O₃中含有SiO₂雜質

．
Ⅱ．電解熔融的氧化鋁可制備金屬鋁
（3）電解時，陽極的電極反應方程式為

2O^2--4e^-=O₂↑

；每生產0.324噸鋁，理論上轉移電子的物質的量為

3.6×10⁴

mol．
Ⅲ．新型陶瓷氮化鋁可用以下兩種方法制備
（4）①氧化鋁高溫還原法：

1

Al₂O₃+

3

C+

1

N₂

高溫  .

2

AlN+

3

CO（請配平）
②氯化鋁與氨氣高溫合成法：AlCl₃+NH₃

高溫  .

AlN+3HCl
（5）方法②比方法①在生產上更具優勢．下列說法中，正確的是

AB

．
A．方法①中的 Al₂O₃、C、N₂結構穩定，反應時破壞化學鍵需要消耗更多的能量
B．方法①中的Al₂O₃和C容易殘留在氮化鋁中
C．兩種方法中氮化鋁均為還原產物．

Answer 1

分析：Ⅰ．SiO₂和鹽酸不反應，Fe₂O₃和氫氧化鈉不反應而氧化鋁能，該工藝流程原理為：鋁土礦加入試劑A氫氧化鈉，得到濾液a中含有偏鋁酸根離子、硅酸根離子，沉淀a為氧化鐵，a溶液加入過量為酸溶液，除去硅酸根離子，將偏鋁酸根離子轉化為鋁離子，進入濾液b中，加過量氨水生成氫氧化鋁沉淀，加熱分解得氧化鋁；
Ⅱ．（3）電解熔融的氧化鋁可制備金屬鋁，陽極生成氧氣，陰極生成鋁；
Ⅲ．（4）根據化合價的升降總數相等配平方程式；
（5）根據反應物和生成物的特點判斷．

解答：解：Ⅰ．（1）鋁土礦與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉，加入鹽酸或硝酸等酸性溶液可除去硅酸根離子，濾液b中含有氯離子，加過量氨水生成氫氧化鋁沉淀，反應的離子方程式為Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案為：鹽酸（硫酸或硝酸）；Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（2）濾液a中含有偏鋁酸根離子、硅酸根離子，煅燒得到與和二氧化硅，則Al₂O₃中含有SiO₂雜質，故答案為：Al₂O₃中含有SiO₂雜質；
Ⅱ．（3）電解熔融的氧化鋁可制備金屬鋁，陽極生成氧氣，陰極生成鋁，陽極反應為2O^2--4e^-=O₂↑，n（Al）=

0.324×106g

27g/mol

=1.2×10⁴mol，則轉移電子3.6×10⁴mol，
故答案為：2O^2--4e^-=O₂↑；3.6×10⁴；
Ⅲ．（4）由化合價的升降總數相等可知反應的方程式為Al₂O₃+3C+N₂═2AlN+3CO，故答案為：1；3；1；2；3；
（5）方法①和方法②相比較，需要較多能量，且生成的固體易殘留在AlN中，反應①AN是還原產物，反應②沒有發生氧化還原反應，故答案為：AB．

點評：本題考查較為綜合，涉及物質的制備方案的設計與評價，注意把握制備原理的比較，把握物質的性質以及相關反應方程式的書寫，難度中等．