Question

【題目】某課外小組研究鋁土礦中Al2O3的含量。已知鋁土礦的主要成分是Al2O3，雜質有Fe2O3、SiO2等。從鋁土礦中提取Al2O3的流程如下:

(1)固體A是_______________(填化學式)。

(2)流程甲中加入鹽酸后生成Fe3+的離子方程式為___________________________。

(3)沉淀F轉化為氧化鋁的化學方程式是________________________________。

(4)流程乙中，由溶液K生成沉淀F的離子方程式是________________________________。

(5)工業上用Al2O3與C、Cl2在高溫條件下反應制取AlCl3，每消耗0.5mol碳單質，轉移1mol電子，該反應的化學方程式是_____________________。

(6)流程乙中，將實驗過程中所得固體精確稱量，課外小組發現所得氫氧化鋁固體的質量與原鋁土礦質量相等，則該鉛土礦中Al2O3的質量分數是______(保留一位小數，可能用到的相對原子質量:H-1，O-16，A1-27)。

Answer 1

【答案】 SiO2 Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O 2Al(OH)3Al2O3+3H2O Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+ Al2O3+3C+3Cl22AlCl3+3CO 65.4%

【解析】分析：氧化鋁是兩性氧化物，既溶于強酸又溶于強堿，Fe2O3只溶于強酸，不溶于堿，SiO2只溶于強堿，不溶于酸，向鋁土礦中加入足量燒堿溶液后，氧化鋁和二氧化硅溶解，氧化鐵不溶，向鋁土礦中加入足量鹽酸溶液后，氧化鋁和氧化鐵溶解，二氧化硅不溶，根據相關物質的性質結合題干中的問題分析判斷。

詳解：向鋁土礦中加入足量鹽酸溶液后，氧化鋁和氧化鐵溶解，二氧化硅不溶，則A是二氧化硅，B中含有鹽酸、氯化鋁和氯化鐵，加入過量的燒堿后得到C是氫氧化鐵，D中含有氫氧化鈉和偏鋁酸鈉，通入足量二氧化碳生成碳酸氫鈉和氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁分解生成氧化鋁和水；向鋁土礦中加入足量燒堿溶液后，氧化鋁和二氧化硅溶解，氧化鐵不溶，則X是氧化鐵，Y中含有氫氧化鈉、偏鋁酸鈉和硅酸鈉，加入過量的鹽酸生成硅酸沉淀和氯化鋁，即Z是硅酸，K中含有鹽酸和氯化鋁，加入氨水生成氫氧化鋁和氯化銨，即M中和氯化銨以及剩余的氨水。

(1)根據以上分析可知固體A是SiO2。

(2)根據以上分析可知流程甲中加入鹽酸后生成Fe3+的離子方程式為Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O。

(3)根據以上分析可知沉淀F轉化為氧化鋁的化學方程式是2Al(OH)3Al2O3+3H2O。

(4)根據以上分析可知流程乙中，由溶液K生成沉淀F的離子方程式是Al3++3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+3NH4+。

(5)氯氣有強氧化性，碳具有還原性，每消耗0.5 mol碳單質，轉移1mol電子，這說明反應中碳失去2個電子，即氧化產物是CO，所以反應的化學方程式是Al2O3+3C+3Cl22AlCl3+3CO；

(6)將實驗過程中所得固體精確稱量，課外小組發現所得氫氧化鋁固體的質量與原鋁土礦質量相等，說明鋁土礦中Al2O3的質量分數和氫氧化鋁中氧化鋁的質量分數是相同的。又因為氫氧化鋁可以寫成Al2O33H2O的形式，所以質量分數是×100%＝65.4%。