Question

【化学——选修化学与技术】铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，如下框图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：

已知：①铝土矿的主要成分是Al₂O₃，此外还含有少量SiO₂、Fe₂O₃等杂质；

②溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学方程式为：2Na₂SiO₃+2NaAlO₂+4H₂O＝Na₂Al₂Si₂O₈↓+2H₂O+4NaOH

回答下列问题：

（1）溶解铝土矿时，发生反应的离子方程式为：____________。

（2）滤渣A的主要成分________；硅铝酸盐沉淀写成氧化物的形式是________。

（3）在工艺流程第三步中，选用二氧化碳作酸化剂而不使用盐酸的原因是         _。

（4）若该工厂用kg铝土矿共制得kg Al（假设每步反应进行完全），则铝土矿中Al₂O₃的质量分数为______。

（5）若将铝溶解，下列试剂中最好选用_____      __（填编号）。

A．浓硫酸B． 稀硫酸C．稀HNO₃   D．浓HNO₃

（6）电解冶炼铝时用Na₃AlF₆作助熔剂, Na₃AlF₆是配合物，其中内界是___，配位数为_ ____。

Answer

（1）2OH—+Al2O3＝2AlO2—+H2O； SiO2＋2OH－＝SiO32-＋H2O

（2）Fe2O3 Na2Al2Si2O8 Na 2O·Al2O3·2SiO2

（3）Al(OH)3溶于强酸而不溶于弱酸，提高Al2O3的提取率(或合理答案）；

（4）5100n/27m % 或 1700n/9m % （5）B （6）[AlF6]3- 6

【解析】

试题分析：（1）氧化铝为两性氢氧化物，与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，离子方程式为2OH-+Al2O3＝2AlO2-+H2O，二氧化硅为酸性氧化物，与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，离子方程式为SiO2+2OH-＝SiO32-+H2O。

（2）氧化铁为碱性氧化物，与氢氧化钠溶液不反应，根据题给信息：溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，故滤渣A的主要成分是Fe2O3、Na2Al2Si2O8；Na2Al2Si2O8写成氧化物的形式是Na2O·Al2O3.·2SiO2。

（3）偏铝酸钠溶液选用二氧化碳作酸化剂而不使用盐酸生成氢氧化铝沉淀的原因是Al(OH)3溶于强酸而不溶于弱酸，提高Al2O3的提取率。

（4）根据原子守恒的关系式：Al2O3～2Al，根据铝的质量计算氧化铝的质量为102n/54g，则铝土矿中Al2O3的质量分数为102n/54m×100%＝5100n/27m% 或1700n/9m%。

（5）A．常温下，铝遇浓硫酸钝化，加热条件下铝与浓硫酸反应生成污染气体二氧化硫，A错误；B．铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，B正确；C．铝与稀HNO3反应生成污染气体NO，C错误；D．常温下，铝遇浓HNO3钝化，加热条件下铝与浓硝酸反应生成NO2气体，D错误，答案选B。

（6）根据化学式可判断配合物Na3AlF6中内界是[AlF6]3-，配位数为6。

考点：考查化学与技术，化学工艺流程分析，铝及其化合物的性质。