Question

12．工業上用鋁土礦（主要成分為Al₂O₃，含Fe₂O₃雜質）為原料冶煉鋁的工藝流程如圖：

（1）固體A為Fe₂O₃，試劑X為NaOH溶液，溶液2中溶質的化學式為NaHCO₃．
（2）寫出反應③的化學方程式：2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O．
（3）反應①～④中屬于氧化還原反應的是④（填序號）．
（4）鋁土礦中Al₂O₃的含量為40.8%，則要使1t鋁土礦中的Al₂O₃全部溶解，理論上至少需要X的質量為0.32t．

Answer 1

分析 溶液1通入過量Y可生成Al（OH）₃，說明試劑X用于分離Al₂O₃、Fe₂O₃，則試劑X是氫氧化鈉溶液，Al₂O₃溶于氫氧化鈉溶液得到NaAlO₂溶液，Fe₂O₃與氫氧化鈉溶液不反應，所以過濾后所得溶液1為NaAlO₂溶液，固體A為Fe₂O₃；
向偏鋁酸鈉溶液中通入過量Y為CO₂，向NaAlO₂溶液中通入過量CO₂的化學方程式為NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃；生成Al（OH）₃，溶液2為NaHCO₃溶液，灼燒Al（OH）₃得Al₂O₃，電解熔融Al₂O₃得到Al，以此解答該題．

解答 解：溶液1通入過量Y可生成Al（OH）₃，說明試劑X用于分離Al₂O₃、Fe₂O₃，則試劑X是氫氧化鈉溶液，Al₂O₃溶于氫氧化鈉溶液得到NaAlO₂溶液，Fe₂O₃與氫氧化鈉溶液不反應，所以過濾后所得溶液1為NaAlO₂溶液，固體A為Fe₂O₃；
向偏鋁酸鈉溶液中通入過量Y為CO₂，向NaAlO₂溶液中通入過量CO₂的化學方程式為NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃；生成Al（OH）₃，溶液2為NaHCO₃溶液，灼燒Al（OH）₃得Al₂O₃，電解熔融Al₂O₃得到Al，
（1）由以上分析可知，固體A為Fe₂O₃，試劑X為NaOH溶液，溶液2中溶質的化學式為NaHCO₃，故答案為：Fe₂O₃；NaOH溶液；NaHCO₃；
（2）反應③為氫氧化鋁的分解，生成氧化鋁，方程式為2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O，故答案為：2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O；
（3）反應中只有④由Al₂O₃生成Al，元素化合價發生變化，屬于氧化還原反應，其它反應不是，故答案為：④；
（4）鋁土礦中Al₂O₃的含量為40.8%，1t鋁土礦中的Al₂O₃的物質的量為$\frac{1×1{0}^{6}g×40.8%}{102g/mol}$=4000mol，與氫氧化鈉溶液發生Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O，由方程式可知需要8000molNaOH，質量為$\frac{8000mol×40g/mol}{1×1{0}^{6}g/t}$=0.32t，
故答案為：0.32．

點評 本題考查混合物分離提純方法的選擇和應用，為高頻考點，把握混合物分離流程及發生的反應為解答的關鍵，側重物質性質及分離方法的考查，明確物質性質差異性即可提純分離物質，題目難度不大．