Question

【題目】從鋁土礦（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質）中提取氧化鋁的兩種工藝流程如下：

請回答下列問題：

（1）固體A的主要成分是______________（寫名稱）．

（2）鋁土礦與過量燒堿反應的離子方程式為______、______．

（3）電解熔融氧化鋁可制得兩種單質，寫出該反應化學方程式______________．

（4）指出流程乙的一個缺點是____________．

（5）氧化鋁與焦炭的混合物在氮氣中高溫加熱反應，制得新型非金屬材料AlN與一種中學常見氣體X．已知每轉移6.02×1023個電子，有0.5mol化合物X生成，此反應的化學方程式________________．

Answer 1

【答案】 二氧化硅 Al2O3+2OH_=2AlO2_+ H2O SiO2+2OH_ =SiO32﹣+H2O 2Al2O3==4Al+ 3O2↑ 氧化鋁中含有二氧化硅雜質 Al2O3+N2+3C2AlN+3CO．

【解析】流程甲：鋁土礦中加入過量的稀鹽酸，SiO2與鹽酸不反應，Al2O3、Fe2O3、MgO均可與鹽酸反應生成相應的氯化物，反應方程式為Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O；Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O；MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O；反應液中加入過量燒堿，Al3＋變為AlO2－，Mg2＋、Fe3＋變為Mg（OH）2和Fe（OH）3沉淀，過濾后，濾液中通入足量的二氧化碳氣體，生成了Al（OH）3沉淀；反應方程式為AlO2－＋CO2＋2H2O＝Al（OH）3↓＋HCO3－。流程乙：鋁土礦中加入過量的氫氧化鈉溶液，Fe2O3、MgO與氫氧化鈉不反應，SiO2、Al2O3均與強堿反應生成硅酸鈉和偏鋁酸鈉，過濾，濾液中通入足量的二氧化碳，反應生成了Al（OH）3沉淀和硅酸。

（1）綜上所述，固體A的主要成分是二氧化硅；正確答案： 二氧化硅。

（2）鋁土礦中Al2O3、SiO2均與強堿反應，生成偏鋁酸鹽和硅酸鹽，反應的離子方程式分別為：Al2O3+2OH-=2 AlO2－+ H2O 、 SiO2+2OH_ =SiO32﹣+H2O；正確答案：Al2O3+2OH_=2AlO2－+ H2O 、 SiO2+2OH_ =SiO32﹣+H2O。

（3）電解熔融氧化鋁可制得金屬鋁和氧氣，反應化學方程式2Al2O3==4Al+ 3O2↑；正確答案：2Al2O3==4Al+ 3O2↑。

（4）SiO2、Al2O3均與強堿反應生成硅酸鈉和偏鋁酸鈉，過濾，濾液中通入足量的二氧化碳，反應生成了Al（OH）3沉淀和硅酸，加熱后，得到氧化鋁和二氧化硅，即氧化鋁中含有二氧化硅雜質 ；正確答案：氧化鋁中含有二氧化硅雜質。

（5）氧化鋁與焦炭的混合物在氮氣中高溫加熱反應，制得新型非金屬材料AlN與一種中學常見氣體X，根據元素守恒可以知道X中應含有氧元素和碳元素，已知每轉移6.02×1023個電子即1mol電子，有0.5mol化合物X生成，由電子轉移守恒，可得在X中C的化合價為,所以X是CO，所以該反應的化學方程式為Al2O3+N2+3C2AlN+3CO；正確答案：Al2O3+N2+3C2AlN+3CO。