Question

铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，下图是工业上从铝土矿（主要成分是Al₂O₃，含有少量SiO₂、Fe₂O₃等杂质）中生产铝的工艺流程：

据此回答下列问题：

(1)电解制取铝的化学反应中，反应物的键能之和_____生成物的键能之和（填“大于”、“小于”或“等于”）。

(2)铝土矿中绝大部分成分都可以溶解在NaOH溶液中。请根据周期表对角线规则写出铍的氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式：______________。

(3)滤渣A的主要成分____________。

(4)在工艺流程第三步中，通入过量二氧化碳所发生反应的化学方程式_______________。

(5)某同学在实验室模拟工业生产铝，称取ag铝土矿可制得bgAl（儇设每步反应进行完全），则铝土矿中Al₂O₃的质量分数为____________。

Answer

大于 BeO+2OH-= BeO22-+ H2O Fe2O3 NaAlO2+CO2+2H2O= AlOH)3↓+ NaHCO3

【解析】本题考查化学工艺流程，（1）电解氧化铝，此反应类型属于分解反应，属于吸热反应，即反应物的键能总和大于生成物的键能总和；（2）Be与铝元素处于对角线，氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，即BeO＋2OH－=BeO22－＋H2O；（3）氧化铁是碱性氧化物，不与NaOH溶液反应，氧化铝是两性氧化物，SiO2是酸性氧化物，都与NaOH溶液反应，因此滤渣为Fe2O3；（4）第二步过滤，得到滤液中含有SiO32－和AlO2－，又因为碳酸的酸性强于硅酸和偏铝酸，因此发生的反应是SiO32－＋2CO2＋2H2O=H2SiO3↓＋2HCO3－、AlO2－＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3－；（5）题目中，每步反应进行完全，因此根据铝元素守恒，即n(Al2O3)=b/54mol，因此m(Al2O3)=102b/54mol=17b/9mol，其质量分数为。

点睛：化学工艺流程应分析清楚每步的目的，溶解过程：加入了氢氧化钠溶液，能与NaOH溶液反应的物质，转变成离子，即Al203转变成Al3＋，SiO2转变成SiO32－，Fe2O3因不与氢氧化钠反应，作为滤渣除去，酸化：此过程中通入CO2，李彤碳酸的酸性强于硅酸和偏铝酸，分别得到H2SiO3和Al(OH)3，注意是过量CO2，因此生成HCO3－，灼烧：转化成Al2O3和SiO2，电解过程：因为SiO2不导电，不参与电解，即得到金属铝单质。