Question

从铝土矿（主要成分为Al₂O₃，还有少量杂质）中提取铝的工艺流程及步骤如下：

试回答下列问题：

（1）试剂X为__________；

（2）写出试剂X溶解Al₂O₃的化学方程式________

（3）操作Ⅰ、操作Ⅱ均为_________（填操作名称）；

（4）金属铝与氧化铁混合在高温下，会发生剧烈的反应，该反应的化学方程式为_______；

（5）反应Ⅱ的离子方程式为______；

（6）电解熔融氧化铝制取金属铝，若有0.6 mol电子发生转移，理论上能得到金属铝的质量是________g。

Answer

NaOH溶液 2NaOH+ Al2O3 = 2NaAlO2 + H2O 过滤 Al+Fe2O3   Al2O3+2Fe CO2+AlO2−+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3− 4.05

【解析】

铝土矿（主要成分为Al2O3，还有少量杂质）加入过量X发生反应生成沉淀1和溶液甲，溶液甲通入过量二氧化碳生成沉淀2为氢氧化铝，加热分解生成氧化铝，电解生成铝，判断过量试剂X为氢氧化钠溶液，操作Ⅰ为分离固体和溶液的过滤操作，通入过量二氧化碳过滤得到溶液乙主要为碳酸氢钠，

（1） 分析可知试剂X为氢氧化钠溶液；

（2） X为氢氧化钠溶液，与Al2O3反应生成偏铝酸钠和水；

（3）操作Ⅰ、操作Ⅱ都是分离固体和溶液的实验操作为过滤，结合过滤装置选择玻璃仪器；

（4）金属铝与氧化铁混合在高温下，会发生剧烈的反应，生成铁和氧化铝，反应放热可以焊接钢轨；

（5）反应Ⅱ是偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠；

（6）依据电极氧化铝的方程式中定量关系计算．

(1)分析可知试剂X为NaOH溶液，

故答案为：NaOH溶液；

（2）X为氢氧化钠溶液，与Al2O3反应生成偏铝酸钠和水，反应的化学方程式是：2NaOH+ Al2O3 = 2NaAlO2 + H2O ，

故答案为：2NaOH+ Al2O3 = 2NaAlO2 + H2O；

(3)操作Ⅰ、操作Ⅱ都是分离固体和溶液的实验操作为过滤，在实验室进行该操作时需要的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒，

故答案为：过滤；

(4)金属铝与氧化铁混合在高温下，会发生剧烈的反应，生成铁和氧化铝,反应的化学方程式为：2Al+Fe2O3   Al2O3+2Fe，反应放热可以焊接钢轨，

故答案为：Al+Fe2O3   Al2O3+2Fe；

(5)反应Ⅱ是偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，反应的离子方程式：CO2+AlO2−+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3−，

故答案为：CO2+AlO2−+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3−；

(5)电解熔融氧化铝制取金属铝，2 Al2O3 . 4Al+3O2↑，反应中电子转移12mol生成铝3mol，若有0.6mol电子发生转移，理论上能得到金属铝的物质的量是0.6mol×3mol÷12mol=0.15mol，生成铝的质量=0.15mol×27g/mol=4.05g，

故答案为：4.05。