Question

铝土矿主要成分Al₂O₃，还含少量 SiO₂、Fe₂O₃杂质。可用下图制备铝：

已知 2Na₂SiO₃+2NaAlO₂+2H₂O === Na₂Al₂Si₂O₈↓+4NaOH。 回答下列问题：

（1）在工艺流程第五步中，灼烧所需的实验仪器除酒精灯、坩埚、坩埚钳、玻璃棒之外，还需要_____________、_________________________。

（2）Na₂Al₂Si₂O₈的氧化物形式为_________________________。

（3）滤渣A经多步可制得粗硅 ，请写出由二氧化硅制得粗硅的化学方程式________________。

（4）在工艺流程第三步中，通入过量的二氧化碳时，该反应的离子方程式有_______________， 得到的滤液与足量Ba(OH)₂溶液反应的主要离子方程式为 ____________________。

（5）将a g铝土矿经过以上一系列操作之后，最终得到b g Al（不考虑实验过程中操作引起的损耗）， 下列说法正确的是____________。 （N_A表示阿伏加德罗常数）

A.铝土矿中 Al³⁺数目小于

B.铝土矿中Al₂O₃物质的量小于b/54 mol

C.铝土矿中铝元素的质量分数为×100℅

Answer

泥三角 三脚架 Na2O·Al2O3·2SiO2 SiO2+2CSi+2CO↑ AlO2－+CO2+2H2O == Al(OH)3↓+ HCO3- Ba2++OH-+HCO3-== BaCO3↓+ H2O A

【解析】铝土矿的主要成分是Al2O3，还含少量SiO2、Fe2O3等杂质，加入足量的氢氧化钠，氧化铝、二氧化硅与NaOH溶液反应均生成盐和水，只有氧化铁与碱不反应，结合信息可知还生成Na2Al2Si2O8沉淀，过滤后得滤渣A为Fe2O3、Na2Al2Si2O8；滤液用二氧化碳酸化时，将NaAlO2完全转化为Al(OH)3，反应的离子方程式为：AlO2－+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3－；过滤得氢氧化铝沉淀，灼烧得氧化铝，电解氧化铝得单质铝，则

（1）固体灼烧所需的实验仪器除酒精灯、坩埚、坩埚钳、玻璃棒之外，还需要泥三角、三脚架。（2）根据化学式Na2Al2Si2O8可知其氧化物形式为Na2O·Al2O3·2SiO2。（3）高温下碳与二氧化硅反应制得粗硅的化学方程式为SiO2+2CSi+2CO↑。（4）根据以上分析可知通入过量的二氧化碳时，该反应的离子方程式为AlO2－+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3－，得到的滤液中含有碳酸氢钠，与足量Ba(OH)2溶液反应的主要离子方程式为Ba2++OH-+HCO3-==BaCO3↓+H2O。（5）A、如果铝土矿全部由氧化铝组成，则铝离子的物质的量是，由于还含有杂质，所以铝土矿中Al3+数目小于，A正确；B、bg铝的物质的量是b/27mol，由于还有Na2Al2Si2O8生成，则根据铝原子守恒可知铝土矿中氧化铝的物质的量大于b/54mol，B错误；C、由于还有Na2Al2Si2O8生成，则铝土矿中铝元素的质量分数大于×100℅，C错误，答案选A。