Question

某课外小组研究铝土矿中Al₂O₃的含量。查阅资料得知，铝土矿的主要成分是Al₂O₃，杂质是Fe₂O₃、SiO₂等。从铝土矿中提取Al₂O₃的过程如下：

（1）固体B的主要用途有（写出1条即可）                          。

（2）第①步，向铝土矿中加入足量烧碱溶液，充分反应，发生反应的离子方程式是：                ；                 。

（3）第③步中，生成氢氧化铝的离子方程式是                  。 若往A溶液中通入足量CO₂，请写出可能发生反应的离子方程式______________。

（4）工业上制取AlCl₃用Al₂O₃与C、Cl₂在高温条件下反应，每消耗0.5 mol碳单质，转移1 mol电子，反应的化学方程式是_____________________。

（5）将实验过程中所得固体精确称量。课外小组发现所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等，求该铝土矿中Al₂O₃的质量分数。(写出计算过程，计算结果保留一位小数)

Answer

（1）炼铁原料、用作涂料、油漆等

（2）Al2O3+2OH－＝2AlO2－+H2O SiO2+2OH－＝ SiO32－+ H2O

（3）Al3+ +3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+ 3NH4+

AlO2－+CO2+2H2O==Al(OH)3↓+HCO3- SiO32－+2CO2+2H2O==H2SiO3↓+2HCO3-

（4）Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3 +3CO

（5）设所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量为mg

参加反应的氧化铝质量为xg

【解析】

试题分析：（1）向铝土矿中加入足量烧碱溶液后，则在①得到滤液中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，滤渣为氧化铁，氧化铁可作为炼铁的原料，氧化铁为红色，可用作涂料、油漆等；（2）第①步向铝土矿中加入足量烧碱溶液后，发生反应的离子方程式是Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O、SiO2+2OH-=SiO32-+H2O，（3）反应③中生成氢氧化铝的试剂是氨气或氨水，则生成氢氧化铝的方程式是Al3++3NH3•H2O=Al（OH）3↓+3NH4+；向含有AlO2-和SiO32-的溶液里通过量CO2发生反应的离子方程式为AlO2－+CO2+2H2O==Al(OH)3↓+HCO3-、SiO32－+2CO2+2H2O==H2SiO3↓+2HCO3-；（4）Cl2有强氧化性，碳具有还原性，每消耗0.5 mol 碳单质，转移1mol电子，这说明反应中碳失去2个电子，即氧化产物是CO，所以反应的化学方程式Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO；（3）将实验过程中所得固体精确称量，课外小组发现所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等，说明所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等，即铝土矿中Al2O3的质量分数和氢氧化铝中氧化铝的质量分数是相同的，又因为氧化铝可以写成Al2O3•3H2O的形式，所以质量分数是102/(102+54)×100%=65.4%。

【考点定位】考查铝的化合物的性质

【名师点晴】清楚提取的操作过程原理，能熟练对知识迁移进行综合运用是解答的关键，流程分析：向铝土矿中加入足量烧碱溶液后，氧化铝是两性氧化物，既溶液强酸又溶于强碱．只Fe2O3溶于强酸，不溶于碱，SiO2只溶于强碱，不溶于酸，则在①得到滤液中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，滤渣为氧化铁．②为盐酸，除去硅酸根离子，将偏铝酸根离子转化为铝离子，进入②得到滤液．试剂③为氨水，将铝离子转化为氢氧化铝沉淀．加热分解得氧化铝；据此分析解题。