Question

某课外化学兴趣小组欲从铝土矿中提取少量的Al₂O₃，查阅资料得知，铝土矿的主要成分是Al₂O₃，杂质是Fe₂O₃、SiO₂等。从铝土矿中提取Al₂O₃的过程如下：

（1）固体B的主要用途为（只写一种即可）______；

（2）第①步，向铝土矿中加入足量烧碱溶液，充分反应。发生反应的离子方程式是：______

（3）第③步的实验操作名称是______，请简述洗涤的操作过程______。若往A溶液中通入足量CO₂，产生的沉淀为______（填化学式）；

（4）工业上制取AlCl₃常用Al₂O₃与炭、Cl₂在高温条件下反应，已知每消耗0.5mol炭单质，转移1mol电子，则该反应的化学方程式为______

Answer

炼铁原料、用作涂料、油漆等 Al2O3+2OH- =2AlO2- +H2O、SiO2+2OH- =SiO32-+ H2O 过滤 向沉淀中加入蒸馏水，淹没沉淀，静置，待水流出，重复2~3次 Al (OH)3和H2SiO3 Al2O3+3Cl2+3C2 AlCl3+3CO

【解析】

向铝土矿中加入足量烧碱溶液后，氧化铝是两性氧化物，既溶液强酸又溶于强碱，只Fe2O3溶于强酸，不溶于碱，SiO2只溶于强碱，不溶于酸，则在①得到滤液中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，加入过量盐酸生成硅酸和氯化铝，氯化铝溶液中滴入氨水生成氢氧化铝，氢氧化铝受热分解，生成氧化铝，由此分析解答。

(1)向铝土矿中加入足量烧碱溶液后，则在①得到滤液中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，滤渣B为氧化铁，氧化铁可作为炼铁的原料，氧化铁为红色，可用作涂料、油漆等故答案为：炼铁原料、用作涂料、油漆等；
 (2)根据框图流程，向铝土矿中加入足量烧碱溶液后，氧化铝是两性氧化物，既溶液强酸又溶于强碱，Fe2O3只溶于强酸，不溶于碱，SiO2只溶于强碱，不溶于酸，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，所以向铝土矿中加入足量烧碱溶液后，发生反应的离子方程式是Al2O3+2OH- =2AlO2- +H2O、SiO2+2OH- =SiO32-+ H2O，故答案为： Al2O3+2OH- =2AlO2- +H2O、SiO2+2OH- =SiO32-+ H2O；

(3)试剂③为氨水，能将铝离子转化为氢氧化铝沉淀，发生反应的离子方程式为：Al3++3NH3·H2O=Al (OH) 3↓+3NH4+，通过过滤将Al (OH)3沉淀分离出来，向沉淀中加入蒸馏水，洗涤沉淀；A溶液含有硅酸根离子和偏铝酸根离子，若往A溶液中通入足量CO2，会发生反应，其离子方程式为: AlO2-+CO2+2H2O=Al (OH)3↓+HCO3- 和SiO32-+2CO2+2H2O= H2SiO3↓+2HCO3-，生成的沉淀为硅酸和氢氧化铝，故答案为：过滤；向沉淀中加入蒸馏水，淹没沉淀，静置，待水流出，重复2~3次；Al (OH)3和H2SiO3；
(4) Cl2有强氧化性，碳具有还原性，每消耗0.5 mol碳单质，转移1mol电子，这说明反应中碳失去2个电子，即氧化产物是CO，所以反应的化学方程式是Al2O3+3Cl2+3C2 AlCl3+3CO，故答案为：Al2O3+3Cl2+3C2 AlCl3+3CO。