Question

10．工業上用鋁土礦（主要成分為氧化鋁，含少量氧化鐵）制取鋁的過程如圖所示：

請回答：
（1）試劑1為NaOH（填化學式），①～④轉化過程中④消耗能量最多．
（2）沉淀B的化學式為Fe₂O₃，該物質除了用于金屬冶煉以外，還可用作顏料等．
（3）電解F，當轉移6mol電子時，可制得鋁54g．
（4）生產過程中，除物質E可以循環使用外，還可以循環使用的物質有CaO和CO₂（填化學式）．
（5）②中發生反應的離子方程式為CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．

Answer 1

分析 鋁土礦（主要成分含氧化鋁、氧化鐵）加入氫氧化鈉，氧化鐵不和堿反應，氧化鋁可與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水；過濾后得到的沉淀B為氧化鐵，濾液A中含氫氧化鈉和偏鋁酸鈉；通入二氧化碳，二氧化碳和偏鋁酸鈉反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸鈉，二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉，過濾得到氫氧化鋁沉淀和碳酸鈉溶液；灼燒氫氧化鋁得到氧化鋁和水，電解氧化鋁得到鋁和氧氣；碳酸鈉溶液和氧化鈣反應生成碳酸鈣和氫氧化鈉，氫氧化鈉用來堿浸；灼燒碳酸鈣得到氧化鈣和二氧化碳，二氧化碳和氧化鈣循環使用；
（1）鋁土礦（主要成分含氧化鋁、氧化鐵）加入氫氧化鈉，氧化鐵不和堿反應，氧化鋁可與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水；
（2）電解氧化鋁需要破壞離子鍵，需要吸收大量的能量；
三氧化二鐵不溶于氫氧化鈉，過濾得到固體為三氧化二鐵，為紅棕色固體，可用作染料；
（3）依據電解氧化鋁的方程式為：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，根據鋁和轉移電子之間的關系式計算；
（4）煅燒碳酸鈣得到CaO和CO₂，二者能循環利用；
（5）偏鋁酸鈉溶液通入過量的二氧化碳反應生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉．

解答 解：（1）鋁土礦（主要成分含氧化鋁、氧化鐵）加入氫氧化鈉，氧化鐵不和堿反應，氧化鋁可與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水；電解氧化鋁需要破壞離子鍵，需要吸收大量的能量；
故答案為：NaOH； ④；
（2）鋁土礦（主要成分含氧化鋁、氧化鐵）加入氫氧化鈉，氧化鐵不和堿反應，氧化鋁可與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水；過濾后得到的沉淀為氧化鐵；三氧化二鐵為紅棕色，可以做顏料；
故答案為：Fe₂O₃　顏料等；
（3）電解氧化鋁的方程式為：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，設得到鋁的質量為x，
2Al₂O₃$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Al+3O₂↑  轉移電子
          108g       12mol
          x           6mol
解得x=54g；
故答案為：54g；
（4）煅燒碳酸鈣得到CaO和CO₂，B生成沉淀需要二氧化碳、碳酸鈉轉化為碳酸鈣需要CaO，所以CaO和CO₂能循環利用，
故答案為：CaO和CO₂．
（5）偏鋁酸鈉溶液通入過量的二氧化碳反應生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉，離子方程式：CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
故答案為：CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；

點評 本題考查物質分離和提純，側重考查學生分析及知識運用能力，明確物質性質及基本操作方法、反應原理即可解答，知道常見元素化合物知識及常見離子檢驗方法，題目難度不大．