Question

（12分）工業上用鋁土礦（主要成分是Al₂O₃，還有少量的Fe₂O₃、SiO₂）提取冶煉鋁的原料氧化鋁。工藝流程如下圖：

(1)原料A的名稱是         ，步驟①反應的離子方程式是         。
(2) 濾液1中要加入稍過量原料B，原料B的化學式是         ，步驟②反應的離子方程式是：                                   。
(3) 步驟③的化學方程式是：                                 。
(4) 如果省去步驟①，即溶解鋁土礦是從加入原料B開始，則會對氧化鋁的提取有什么影響                        。

Answer 1

（1）鹽酸（硫酸、硝酸）（1分）Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O（1分）Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O（1分）
（2）NaOH（2分）H⁺+OH^-=H₂O（1分）Fe³⁺+3OH^-=Fe(OH)₃ ↓（1分）Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O（1分）
（3）NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al(OH)₃↓+NaHCO₃（2分）
（4）若用NaOH溶液溶解鋁土礦，則有部分SiO₂溶解在NaOH溶液中生成硅酸鈉，最后使加熱制得的Al₂O₃混有SiO₂雜質（2分）

由于步驟③需要的試劑是CO₂，所以濾液2中應該是偏鋁酸鈉，則原料B是氫氧化鈉，即濾液1中含有鋁離子，所以原料A      是鹽酸，殘渣是和鹽酸不反應的二氧化硅。濾液1中含有氫離子、鋁離子和鐵離子。加入足量的氫氧化鈉后，生成氫氧化鐵沉淀，所以濾液2中含有偏鋁酸鈉和氫氧化鈉。然后通入足量的CO₂氣體，生成氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁分解即得到氧化鋁。而濾液3的主要成分是碳酸氫鈉。如果省去步驟①，溶解鋁土礦直接從加入原料B開始，則有部分SiO₂溶解在NaOH溶液中生成硅酸鈉，最后使加熱制得的Al₂O₃混有SiO₂雜質。