Question

工业上用铝土矿(主要成分Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂)提取氧化铝作冶炼铝的原料，提取的操作过程如下：

(1)写出步骤①中所发生反应的化学方程式____

(2)沉淀1是_________（写化学式）；沉淀2是________（写化学式）。

(3)写出步骤②中所发生反应的离子方程式__________

(4)用氧化铝冶炼铝的化学方程式是______

(5)请设计另一个实验方案提取氧化铝________

Answer

Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O SiO2 Fe(OH)3 Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓、Al3++4OH-=[Al(OH)4]- 2Al2O3 4Al +3O2 ↑ ①为氢氧化钠时，则在①得到滤液中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，滤渣为氧化铁；②为盐酸，除去硅酸根离子，将偏铝酸根离子转化为铝离子，进入②得到滤液；试剂③为氨水，将铝离子转化为氢氧化铝沉淀，加热分解得氧化铝。

【解析】

①为盐酸则在①得到滤液中含有铝离子、铁离子，滤渣（沉淀1）为二氧化硅；在滤液中加入浓氢氧化钠溶液并加热，除去铁离子，将铝离子转化为偏铝酸根，过滤得到沉淀2和滤液甲，则推出沉淀2为氢氧化铁，滤液甲为偏铝酸钠；向滤液甲中通入二氧化碳，将偏铝酸根转化为氢氧化铝沉淀，同时生成碳酸氢钠或碳酸钠溶液，得到的氢氧化铝沉淀再通过过滤洗涤加热分解得氧化铝，据此分析作答。

根据上述工艺流程分析可知，

（1）步骤①中氧化铝与氧化铁均会被盐酸溶解，所发生反应的化学方程式分别为Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；

（2）沉淀1是SiO2；沉淀2是Fe(OH)3；

（3）步骤②为氯化铁与氢氧化钠反应生成沉淀，同时氯化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水的过程，所发生反应的离子方程式为：Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓、Al3++4OH-=[Al(OH)4]-(或Al3++4OH-=AlO2-+2H2O)；

（4）工业上通过冶炼氧化铝可得到铝单质，其化学方程式为：2Al2O3 4Al +3O2 ↑；

（5）氧化铝是两性氧化物，既溶液强酸又溶于强碱，而Fe2O3只溶于强酸，不溶于碱，SiO2只溶于强碱，不溶于酸。上述工艺流程若①为氢氧化钠时，则在①得到滤液中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，滤渣为氧化铁；②为盐酸，除去硅酸根离子，将偏铝酸根离子转化为铝离子，进入②得到滤液；试剂③为氨水，将铝离子转化为氢氧化铝沉淀，加热分解得氧化铝。