Question

铝是人类生活中继铜、铁之后又一个重要的金属。工业上冶炼金属铝的原料来源于自然界中重要的矿物质钒土（主要成分：Al₂O₃；还有SiO₂、Fe₂O₃、FeCO₃、MgCO₃等杂质）。从钒土中提取得到Al₂O₃的工艺流程如下图所示：

请回答下列问题：

（1）固体A所含物质的化学式（或分子式）是_____________________________。

（2）写出溶液A与气体B反应的离子方程式________________________________。

（3）工业冶炼金属铝通常用石墨碳块作电解槽的阳极，请你根据电解原理解释电解冶炼铝过程中，需要定期补充阳极碳块的原因____________________________。

（4）Al₂O₃的熔点很高，因而在工业冶炼时，需将Al₂O₃的熔于熔化的冰晶石（Na₃AlF₆）中进行电解。有一位同学查阅资料发现，AlCl₃的熔点很低。他提出：可通过电解熔融状态的AlCl₃制取金属铝。你认为他提出的方案是否可行？为什么？______________________________________________。

（5）另一位同学分析了“从钒土中提取Al₂O₃的工艺流程”后指出：可以从“溶液B”中分离得到另一个重要的化工产品——小苏打。根据这位同学的想法，如果不考虑生产过程的损耗，请你计算每生产10.0t金属铝，理论上可得到小苏打产品___________t。

Answer

（1）Fe(OH)2、Fe(OH)3、Mg(OH)2(3分) （2）CO2+OH＿＝HCO3＿(1分)

AlO2＿+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3＿(2分) （3）电解冶炼铝的阳极产物为O2气，在高温条件下，O2气与阳极碳发生反应消耗阳极碳块。(3分)

（4）不可行(1分)。AlCl3是共价化合物，受热时AlCl3易升华。(2分) （5）31.1(3分)

【解析】

试题分析：（1）钒土主要成分是Al2O3，还有SiO2、Fe2O3、FeCO3、MgCO3等杂质，除SiO2不反应外，与盐酸反应生成的金属阳离子有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+等，这些金属阳离子再与氢氧化钠反应后生成的可溶物为NaAlO2，不溶物为Fe（OH）2、Fe（OH）3、Mg（OH）2；

（2）由（1）知溶液A主要为NaAlO2溶液和剩余的氢氧化钠溶液，通入二氧化碳气体首先和氢氧化钠反应CO2+OH＿＝HCO3＿，然后再和NaAlO2的反应AlO2＿+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3＿；

（3）电解时阳极失电子生成氧气，氧气在高温条件下会氧化碳块，使碳块消耗，所以需要定期补充阳极碳块；

（4）AlCl3是共价化合物，在熔融状态下不导电，不能用来电解，而氧化铝为离子化合物，在熔融状态下可导电，可以用来电解；

（5）根据AlO2＿+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3＿可知每生产10.0t金属铝，理论上可得到小苏打的质量为。

考点：考查氧化铝生产工艺流程分析与计算等问题