Question

铝是国民经济发展的重要材料，铝在地壳中的含量约占8%，目前我国铝消费量超过430万吨，在众多的金属中仅次于铁。请回答下问题：

(Ⅰ)实验室中用金属铝制备少量氢氧化铝，有以下3种方案：

方案1：AlAl^3＋Al(OH)₃↓

方案2：AlAlOAl(OH)₃↓

方案3：―→Al(OH)₃

制备相同物质的量的氢氧化铝消耗酸和碱最少的是方案________。

(Ⅱ)工业上冶炼铝的流程图如图所示：

在制取氧化铝的过程中，分析铝土矿和赤泥中所含Al₂O₃、Fe₂O₃质量分数的数据如下：

(1)书写化学方程式，反应①________，反应②________。

(2)电解氧化铝生产铝时，阳极的电极反应式为_______________________________________。

(3)假设其他杂质不参加反应，则每生产3.4 t纯净的氧化铝，需铝土矿________t。

Answer

3 2NaAlO2＋CO2＋3H2O===Na2CO3＋2Al(OH)3↓ Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH 2O2－－4e－===O2↑ 6.18

【解析】

(Ⅰ)根据金属铝和酸以及和碱发生反应的化学方程式来计算回答；

(Ⅱ)(1)向偏铝酸钠中通入二氧化碳反应会生成氢氧化铝沉淀，碳酸钠可以和氢氧化钙发生复分解反应；

(2)电解池中，阳极是惰性电极时，该极上是阴离子发生失电子的氧化反应；

(3)根据铝元素守恒来计算回答。

(Ⅰ)根据金属铝和酸以及和碱发生反应的化学方程式可以得出：Al～3H+～Al3+～Al(OH)3，Al～OH-～[Al(OH)4]-，Al3++3[Al(OH)4]-=4Al(OH)3↓，所以制备相同物质的量的氢氧化铝消耗酸和碱最少的是方案3；

(Ⅱ)(1)向偏铝酸钠中通入二氧化碳反应会生成氢氧化铝沉淀，即2NaAlO2+CO2+3H2O=Na2CO3+2Al(OH)3↓，碳酸钠可以和氢氧化钙发生复分解反应Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH；

(2)电解池中，阳极是惰性电极时，该极上是阴离子O2-发生失电子的氧化反应：2O2--4e-=O2↑；

(3)根据铝土矿中氧化铝的质量分数为55%，所以每生产3.4t纯净的氧化铝，需铝土矿的质量：=6.18t。