Question

铝用途广泛，用铝土矿(主要成分为Al₂O₃少量SiO₂和Fe₂O₃)制取Al有如下途径：

（1）加入过量硫酸发生反应的离子方程式有_________________、_________________。

（2）步骤II生成滤液B对应离子方程式为____________________________。

（3）步骤V中发生反应的化学方程式是_____________________________

（4）步骤Ⅲ中生成固体C的离子反应方程式为________________

（5）步骤I也可以加入过量NaOH溶液代替硫酸，发生反应的化学方程式为____________、________________。

Answer

（1） Al2O3 + 6H+=2Al3++ 3H2O、Fe2O3 + 6H+= 2Fe3++ 3H2O；

（2） 4OH-+Al3+═AlO2-+2H2O；

（3） 2Al2O3Al + 3O2↑；

（4） AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-；

（5）Al2O3 + 2NaOH=2NaAlO2 + H2O、SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O。

【解析】

试题分析：SiO2和硫酸不反应，Fe2O3和氢氧化钠不反应而氧化铝能反应，向偏铝酸钠中通入过量的二氧化碳可以生成氢氧化铝沉淀．铝土矿中加入硫酸，沉淀A为SiO2，滤液A中含有Al2(SO4)3、Fe(SO4)3，加入过量NaOH，沉淀B为Fe(OH)3，滤液B中含有NaAlO2，通入二氧化碳气体，滤液C中含有碳酸钠或碳酸氢钠，氢氧化铝在加热分解可生成氧化铝。

（1） 铝土矿的主要成分为Al2O3少量SiO2和Fe2O3，其中氧化铝和氧化铁能够溶于硫酸，反应的离子方程式为Al2O3 + 6H+=2Al3++ 3H2O、Fe2O3 + 6H+= 2Fe3++ 3H2O，故答案为：Al2O3 + 6H+=2Al3++ 3H2O、Fe2O3 + 6H+= 2Fe3++ 3H2O；

（2）根据上述分析，步骤II生成滤液B对应的离子方程式为4OH-+Al3+═AlO2-+2H2O，故答案为：4OH-+Al3+═AlO2-+2H2O；

（3）步骤V是电解氧化铝冶炼铝，反应的化学方程式是2Al2O3Al + 3O2↑，故答案为：2Al2O3Al + 3O2↑；

（4） 步骤Ⅲ中生成固体C的反应是向滤液B中通入二氧化碳气体，又根据以上分析，滤液B中含有NaAlO2，故反应的离子方程式：AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-；故答案：AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-；

（5）步骤I也可以加入过量NaOH溶液代替硫酸，其中氧化铝和二氧化硅能够与氢氧化钠溶液反应，反应的化学方程式为Al2O3 + 2NaOH=2NaAlO2 + H2O、SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O；故答案为：Al2O3 + 2NaOH=2NaAlO2 + H2O、SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O。

考点：考查了镁、铝的重要化合物；制备实验方案的设计的相关知识。