Question

【題目】鋁是地殼中含量最多的金屬元素，其單質(zhì)和化合物廣泛應(yīng)用于日常生活中。

(1)鋁粉和鐵的氧化物(FeO-Fe2O3)可配成鋁熱劑用于焊接鋼軌，反應(yīng)的化學(xué)方程式是____。

(2)以鋁土礦(主要成分為Al2O3.含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料生產(chǎn)鋁和銨明礬晶體[NH4Al(SO4)2·12H2O]的一種工藝流程如下（已知:SiO2在“堿溶”時(shí)轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉(NaAlSiO4·nH2O)沉淀）。

①實(shí)驗(yàn)前，要將鋁土礦粉粹的目的是_______。

②用氧化物的形式表示鋁硅酸鈉的化學(xué)式________。

③步驟②涉及到的離子方程式是: _______。

④寫出利用Al2O3制備金屬Al的化學(xué)方程式: _______。

⑤若同時(shí)制取銨明礬和硫酸鋁，通過控制硫酸的用量調(diào)節(jié)兩種產(chǎn)品的產(chǎn)量。若欲使制得的銨明礬和硫酸鋁的物質(zhì)的量之比為1:1,則投料時(shí)鋁土礦中的Al2O3和H2SO4的物質(zhì)的量之比為_______。

Answer 1

【答案】8A1+3FeO·Fe2O34Al2O3+9Fe增大接觸面積，提高反應(yīng)速率，提高原科轉(zhuǎn)化率Na2O·Al2O3·2SiO2·2nH2OAlO2-+HCO3-+H2O=Al(OH)3↓+CO32-2Al2O3(熔融)4A1+3O2↑大于3:10

【解析】

(1) 鋁粉和鐵的氧化物(FeO-Fe2O3)反應(yīng)的生成鐵和氧化鋁，方程式為： 8A1+3FeO·Fe2O34Al2O3+9Fe。(2) 鋁土礦中加入氫氧化鈉，其中Al2O3和SiO2與氫氧化鈉反應(yīng)，而Fe2O3不反應(yīng)，SiO2在“堿溶”時(shí)轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉(NaAlSiO4·nH2O)沉淀，濾渣為氧化鐵和鋁硅酸鈉(NaAlSiO4·nH2O)沉淀，溶液a中為偏鋁酸鈉，加入碳酸氫鈉后生成氫氧化鋁沉淀，灼燒得到氧化鋁，氧化鋁再與氨氣反應(yīng)生成銨明礬溶液。

①實(shí)驗(yàn)前，要將鋁土礦粉粹的目的增大接觸面積，提高反應(yīng)速率，提高原科轉(zhuǎn)化率；②按金屬氧化物、二氧化硅、水的順序書寫鋁硅酸鈉NaAlSiO4·nH2O，其中金屬氧化物按金屬的活動(dòng)性順序書寫，表示為Na2O·Al2O3·2SiO2 2nH2O；③步驟②涉及到的反應(yīng)為偏鋁酸鈉和碳酸氫鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和碳酸鈉，離子方程式為AlO2-+HCO3-+H2O=Al(OH)3↓+CO32-；④氧化鋁電解得到金屬鋁，方程式為：2Al2O3(熔融)4A1+3O2↑；⑤若同時(shí)制取銨明礬和硫酸鋁，通過控制硫酸的用量調(diào)節(jié)兩種產(chǎn)品的產(chǎn)量。若欲使制得的銨明礬和硫酸鋁的物質(zhì)的量之比為1：1,根據(jù)Al2O3--2NH4Al(SO4)2·12H2O—4H2SO4，2Al2O3—2Al2(SO4)3—6H2SO4，分析，則投料時(shí)鋁土礦中的Al2O3和H2SO4的物質(zhì)的量之比為3:10，因?yàn)镾iO2在“堿溶”時(shí)轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉(NaAlSiO4·nH2O)沉淀，消耗一部分氧化鋁，所以二者比例大于3:10。