Question

铝土矿的主要成分是Al₂O₃，还含有Fe₂O₃、SiO₂等杂质。

Ⅰ．从铝土矿中提取氧化铝的流程如下图所示：

（1）试剂A是________；溶液b与试剂B反应的离子方程式为________。

（2）加入NaOH溶液进行的反应的离子方程式为_________、____________。

Ⅲ．新型陶瓷氮化铝可用以下两种方法制备

（3）①氧化铝高温还原法：　Al₂O₃ +　C +　 N₂ 　　AlN +　CO（请配平）

②氯化铝与氨气高温合成法：AlCl₃+NH₃ AlN+3HCl

（4）方法②比方法①在生产上更具优势。下列说法中，正确的是_______。

A．方法①中的 Al₂O₃、C、N₂结构稳定，反应时破坏化学键需要消耗更多的能量

B．方法①中的Al₂O₃和C容易残留在氮化铝中

C．两种方法中氮化铝均为还原产物

Answer

盐酸（硫酸或硝酸） Al3++3NH3·H2O =Al(OH)3↓+3NH4+ Al2O3＋2OH－＝2AlO2－＋H2O SiO2＋2OH－＝SiO32－＋H2O 1 Al2O3 + 3 C + 1 N2 === 2 AlN + 3 CO AB

【解析】铝土矿的主要成分是Al2O3，还含有Fe2O3、SiO2等杂质，能与NaOH溶液反应的是Al2O3和SiO2，所以滤渣a中是Fe2O3，溶液a中有NaAlO2和Na2SiO3，因此试剂A为盐酸或硫酸用于除去Na2SiO3，即滤渣b为H2SiO3，溶液b为AlCl3，试剂B为氨水，是将AlCl3转化为Al(OH)3沉淀，所以滤渣c为Al(OH)3，溶液c为NH4Cl，Al(OH)3不稳定，煅烧分解生成Al2O3。

(1) 试剂A为盐酸或硫酸用于除去Na2SiO3；溶液b与试剂B反应的离子方程式为Al3++ 3NH3·H2O =Al(OH)3↓+3NH4+；

(2) 能与NaOH溶液反应的是Al2O3和SiO2，反应的离子方程式为Al2O3＋2OH－ ＝ 2AlO2－ ＋H2O 和 SiO2＋2OH－ ＝ SiO32－＋H2O；

(3)反应中N元素降低6价，C元素升高2价，所以配平后的方程式为Al2O3 +3C +N2 ===2AlN +3CO

(4)A、方法①中的 Al2O3、C、N2结构稳定，性质都比方法②中的AlCl3和NH3稳定，反应时破坏化学键需要消耗更多的能量，所以A正确；B、从物质状态上看，方法①中的Al2O3和C都是固体，容易残留在固体产物氮化铝中，而方法②中的AlCl3和NH3，高温下都是气体，有利于产物的分离净化，所以B正确；C、在方法①中N元素化合价降低，被还原生成AlN，所以AlN是还原产物，而方法②是非氧化还原反应，所以C错误。正确答案为AB。