Question

某課外小組研究鋁土礦中Al₂O₃的含量。查閱資料得知，鋁土礦的主要成分是
Al₂O₃，雜質是Fe₂O₃、SiO₂等。從鋁土礦中提取Al₂O₃的過程如下：

（1）第①步，向鋁土礦中加入足量燒堿溶液后，發生反應的離子方程式是
                                                               ；
                                                             ；
第③步中，生成氫氧化鋁的離子方程式是
                                                             。
（2）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，則該鋁土礦中Al₂O₃的質量分數是________。（保留一位小數）
（3）工業上制取AlCl₃用Al₂O₃與C、Cl₂在高溫條件下反應，每消耗0.5 mol 碳單質，轉移1mol電子，反應的化學方程式是                             。

Answer 1

（1） Al₂O₃+2OH^－＝ 2AlO₂^－+H₂O （2分）  SiO₂+2OH^－＝ SiO₃^2－+ H₂O      （2分）
Al³⁺ +3NH₃·H₂O＝Al(OH)₃↓+ 3NH₄⁺（寫AlCl₃與NaOH的反應不給分）（２分）
（2）65.4% （2分）  （3）Al₂O₃+3Cl₂+3C2AlCl₃ +3CO （2分）

試題分析：（1）氧化鐵和氫氧化鈉溶液不反應，氧化鋁和二氧化硅能和氫氧化鈉溶液反應，則向鋁土礦中加入足量燒堿溶液后，發生反應的離子方程式是Al₂O₃+2OH^－＝ 2AlO₂^－+H₂O、SiO₂+2OH^－＝ SiO₃^2－+ H₂O。固體B是氧化鐵，A中含有偏鋁酸鈉和硅酸鈉以及過量的氫氧化鈉，則加入過量的鹽酸后生成硅酸沉淀和氯化鋁，即固體C是硅酸，D中含有氯化鋁和鹽酸，因此反應③中生成氫氧化鋁的試劑是氨氣或氨水，則生成氫氧化鋁的離子方程式是Al³⁺＋3NH₃·H₂O＝Al(OH)₃↓＋ 3NH₄⁺。
（2）所得氫氧化鋁固體的質量與原鋁土礦質量相等，這說明鋁土礦中Al₂O₃的質量分數和氫氧化鋁中氧化鋁的質量分數是相同的。又因為氧化鋁可以寫成Al₂O₃·3H₂O的形式，所以質量分數是。
（3）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+3Cl₂+3C2AlCl₃ +3CO。
點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題綜合性強，在注重對學生基礎知識鞏固和訓練的同時，側重對學生答題能力的培養，有利于培養學生的邏輯推理能力和發散思維能力，也有利于培養學生的規范答題能力和應試能力。