Question

铝土矿的主要成分是Al₂O₃，还含有Fe₂O₃、SiO₂等杂质．从铝土矿中提取氧化铝的流程如图所示：

（1）操作1的名称是______，所需要的主要玻璃仪器有：______．

（2）试剂A是______；（用化学式回答）．

（3）溶液b与试剂B反应的离子方程式为______________________．

（4）请写出铝土矿加入足量NaOH溶液所发生的有关反应化学方程式：______________，

（5）某同学认为可以向溶液a中通入的是过量的CO₂，然后直接将得到的滤渣b煅烧后也可得到Al₂O₃，而且可以简化上述提取氧化铝的流程．你认为该同学的看法合理吗？______（填“合理”或“不合理”）理由是：______．（若认为合理该问题可以不回答）

（6）电解熔融的氧化铝可制备金属铝：2Al₂O₃4Al+3O₂↑．若在标准状况下生成2.24L的氧气，则该反应转移的电子数为______．

Answer

过滤 玻璃棒、烧杯、漏斗 HCl(或HNO3) H++NH3•H2O=NH4++H2O 、Al3++3NH3·H2O =Al(OH)3↓+3NH4+ Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O、SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O 不合理 Al2O3中含有SiO2杂质 0.4NA

【解析】

SiO2和氧化铝都能与氢氧化钠反应而溶解，因此铝土矿中加入氢氧化钠，得到滤液a中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，沉淀a为氧化铁，a溶液加入过量A溶液，除去硅酸根离子，A为酸溶液，将偏铝酸根离子转化为铝离子，进入溶液b中，加过量B生成氢氧化铝沉淀，B为氨水，氢氧化铝加热分解得氧化铝，据此分析解答。

(1)操作1为分离不溶物和溶液的操作，为过滤，过滤所用仪器为：铁架台、漏斗、玻璃棒、烧杯，故答案为：过滤；玻璃棒、漏斗、烧杯；

沉淀a为氧化铁，故采用过滤的方法分离，故答案为：过滤；玻璃棒、漏斗、烧杯；

(2)铝土矿加入氢氧化钠，得到滤液a中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，加入过量A溶液，除去硅酸根离子，则A为盐酸或硝酸等酸性溶液，故答案为：HCl；

(3)滤液b中含有铝离子、过量的盐酸，要使铝离子沉淀，需加入过量氨水，氨水和盐酸反应生成氯化铵，氨水和氯化铝反应生成氯化铵和氢氧化铝沉淀，反应的方程式为HCl+NH3•H2O=NH4Cl+H2O，AlCl3+3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl，离子方程式为：H++NH3•H2O=NH4++H2O、Al3++3NH3·H2O =Al(OH)3↓+3NH4+，故答案为：H++NH3•H2O=NH4++H2O、Al3++3NH3·H2O =Al(OH)3↓+3NH4+；

(4)铝土矿的主要成分是Al2O3，还含有Fe2O3、SiO2等杂质，其中氧化铝、二氧化硅和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和硅酸钠，反应的方程式为：Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O、SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O，故答案为：Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O、SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O；

(5)滤液a中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，若向溶液a中通入过量的CO2，生成氢氧化铝沉淀和硅酸沉淀，然后直接将得到的滤渣b煅烧后得到的固体中含有氧化铝和二氧化硅，则Al2O3中含有SiO2杂质，故答案为：不合理；Al2O3中含有SiO2杂质；

(6)标准状况下，2.24L氧气的物质的量为=0.1mol，电解熔融的氧化铝可制备金属铝，阳极生成氧气，阴极生成铝，阳极反应为2O2--4e-=O2↑，转移0.4mol电子，即转移电子0.4NA，故答案为：0.4NA。