Question

閱讀下面材料，并完成問題．

鋁可以從鋁土礦中獲取．鋁土礦是不純凈的鋁的氧化物(雜質為Fe₂O₃和SiO₂)，它是非再生資源．假如對鋁的消費保持現有的速度，獲得生產足夠的鋁所需的鋁土礦僅能維持30年左右．由此看來，保護現有自然資源和對非再生資源的再利用，是值得考慮的．但廢物回收有相當大的難度，其關鍵因素主要涉及舊金屬的收集，與其他廢物的分離、回收和提煉金屬的費用，金屬本身的價值等．(已知1 mol電子電量約為10⁵ C)

(1)試說明回收鋁的過程中存在的困難．

(2)為什么金的回收率比鋁的回收率要大得多？

(3)常溫下，SiO₂與強堿或強酸是很難反應的．現利用鹽酸、氫氧化鈉溶液、氨氣、二氧化碳和水，從鋁土礦中提取純凈的Al₂O₃．試設計一個適用于工業Al₂O₃的實驗方案．用化學方程式表示提純的過程．

(4)制取1 mol　Al需要多少庫侖的電量？

(5)假定用6 V直流電源供電進行電解，制2.7 t　Al需要多少千焦的電能？(請列式并計算)

Answer 1

答案：
解析：

答案：(1)①舊金屬的收集；②與其他廢物的分離；③回收和提煉金屬的費用；④金屬本身的價值；⑤人們的環保意識薄弱． 　　(2)①金屬本身的價值；②金屬的活動性． 　　(3)①Al2O3＋2NaOH2NaAlO2＋H2O 　　②NaAlO2＋CO2＋2H2OAl(OH)3↓＋NaHCO3 　　③2Al(OH)3Al2O3↓＋3H2O 　　(4)根據4Al＋3O2↑可知，每生成1 mol　Al需轉移3 mol　e－，故需要的電量為3×105 C． 　　(5)2.7 t鋁的物質的量為＝1×105 mol，生成1×105 mol　Al需電量為：1×105×3×105 C＝3×1010 C，故需要電能：6 V×3×1010 C＝1.8×1011 J＝1.8×108 kJ． 　　剖析：本題綜合地考查了鋁的有關冶煉的知識．結合信息及所學知識，可解決(1)(2)問，提純Al2O3的途徑為：Al2O3(粗)NaAlO2Al(OH)3Al2O3(純)．利用氧化還原反應及物理學知識可解決(4)(5)問．