Question

鋁在自然界中主要以鋁礬土（Al₂O₃．xH₂O）氧化物的形式存在．鎵（Ga）常以極少量分散于鋁礦中．鋁和鎵的性質相似，如氫氧化物都是難溶的兩性氫氧化物．工業上提取鋁是以鋁礬土為原料，用NaOH溶液處理鋁礦，生成NaAlO₂和NaGaO₂；然后通入CO₂，得Al（OH）₃沉淀，而NaGaO₂留在溶液中（循環多次后成為提取鎵的原料）；過濾，將沉淀干燥、灼燒得到Al₂O₃；最后將Al₂O₃在一定條件下高溫電解，在陰極上得到熔融的金屬鋁，純度可達99%左右，放出后鑄成鋁錠．

（1）寫出各步反應的化學方程式：
①

 

②

 

③

 

④

 

（2）在NaAlO₂和NaGaO₂的混合液中通入CO₂，只有Al（OH）₃沉淀，而沒有Ga（OH）₃沉淀的原因可能是

 

．

Answer 1

考點：金屬冶煉的一般原理,物質的分離、提純的基本方法選擇與應用

專題：元素及其化合物

分析：根據已知信息：鋁和鎵的性質相似，氫氧化物都是難溶的兩性氫氧化物，根據金屬鋁以及氫氧化鋁、氧化鋁的性質來書寫方程式．

解答： 解：（1）①氧化鋁和氧化鎵都可以和氫氧化鈉之間發生反應，其反應原理為：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O 和Ga₂O₃+2NaOH═2NaGaO₂+H₂O，
故答案為：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O 和Ga₂O₃+2NaOH═2NaGaO₂+H₂O；
②向偏鋁酸鈉中通入二氧化碳會發生反應生成氫氧化鋁和碳酸鈉，即2NaAlO₂+CO₂+2H₂O═2Al（OH）₃↓+Na₂CO₃，
故答案為：2NaAlO₂+CO₂+2H₂O═2Al（OH）₃↓+Na₂CO₃；
③氫氧化鋁受熱易分解：2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O，故答案為：2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O；
④電解熔融的氧化鋁可以獲得金屬鋁合氧氣，即2Al₂O₃

電解  .

4Al+3O₂↑，故答案為：2Al₂O₃

電解  .

4Al+3O₂↑；
（2）化學反應遵循強酸制弱酸的原理，在NaAlO₂和NaGaO₂的混合液中通入CO₂，只有Al（OH）₃沉淀，而沒有Ga（OH）₃沉淀，可能是鎵酸酸性強于碳酸，故答案為：鎵酸酸性強于碳酸．

點評：本題是一道信息遷移題，考查學生金屬鋁以及化合物的性質、化學方程式的書寫等，難度不大．