Question

19．鋁是一種重要的金屬，在生產(chǎn)、生活中具有許多重要的用途，下圖是從鋁土礦中制備鋁的工藝流程：

已知：（1）鋁土礦的主要成分是Al₂O₃，此外還含有少量SiO₂、Fe₂O₃等雜質(zhì)；
（2）溶液中的硅酸鈉與偏鋁酸鈉反應(yīng)，能生成硅鋁酸鹽沉淀，化學(xué)反應(yīng)方程式為：
2Na₂SiO₃+2NaAlO₂+2H₂O=Na₂Al₂Si₂O₈↓+4NaOH
回答下列問題：
（1）寫出向鋁土礦中加入足量氫氧化鈉溶液操作中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O；SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O．
（2）濾渣A的主要成分為Fe₂O₃、Na₂Al₂Si₂O₈；濾渣A的用途是作煉鐵的原料（或作生產(chǎn)硅酸鹽產(chǎn)品的原料）（只寫一種）；實(shí)驗(yàn)室過濾時(shí)使用玻璃棒，其作用是引流．
（3）在工藝流程第三步中，選用二氧化碳作酸化劑的原因是：將NaAlO₂完全轉(zhuǎn)化為Al（OH）₃．
（4）若將鋁溶解，下列試劑中最好選用B（填編號(hào)）．
A．濃硫酸               B．稀硫酸                 C．稀硝酸．

Answer 1

分析 鋁土礦的主要成分是Al₂O₃，另外含有的少量SiO₂均能溶解于過量NaOH溶液，過濾除去其中不溶于NaOH的Fe₂O₃等雜質(zhì)及生成的Na₂Al₂Si₂O₈，所得濾液為NaAlO₂及過量NaOH的溶液，通入過量CO₂可得到Al（OH）₃沉淀，過濾、洗滌再加熱分解可得到Al₂O₃，最后電解氧化鋁可得到鋁，
（1）氧化鋁、二氧化硅與NaOH溶液反應(yīng)均生成鹽和水；
（2）只有氧化鐵與堿不反應(yīng)，結(jié)合信息②可知還生成Na₂Al₂Si₂O₈，氧化鐵用于冶煉鐵，過濾利用玻璃棒引流；
（3）第三步中，選用二氧化碳作酸化劑，可將Al元素全部轉(zhuǎn)化為沉淀；
（4）根據(jù)Al的化學(xué)性質(zhì)及不生成有毒氣體來解答．

解答 解：（1）氧化鋁、二氧化硅與NaOH溶液反應(yīng)均生成鹽和水，離子反應(yīng)分別為Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O、SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O，
故答案為：Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O；SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O；
（2）只有氧化鐵與堿不反應(yīng)，結(jié)合信息②可知還生成Na₂Al₂Si₂O₈，則濾渣A的主要成分為Fe₂O₃、Na₂Al₂Si₂O₈，氧化鐵用于冶煉鐵，過濾利用玻璃棒引流，
故答案為：Fe₂O₃、Na₂Al₂Si₂O₈；作煉鐵的原料（或作生產(chǎn)硅酸鹽產(chǎn)品的原料）；引流；
（3）經(jīng)過足量氫氧化鈉溶液的溶解，大部分鋁元素均以NaAlO₂的形式存在于濾液中，通入過量二氧化碳可以將NaAlO₂完全轉(zhuǎn)化為Al（OH）₃，所以第三步中，選用二氧化碳作酸化劑的原因?yàn)閷�NaAlO₂完全轉(zhuǎn)化為Al（OH）₃，故答案為：將NaAlO₂完全轉(zhuǎn)化為Al（OH）₃；
（4）因鋁與濃硫酸在常溫下發(fā)生鈍化，加熱溶解會(huì)產(chǎn)生有毒氣體SO₂，原料利用率低；稀硝酸能溶解鋁但會(huì)產(chǎn)生NO氣體，污染空氣，硝酸利用率低；而鋁與稀硫酸反應(yīng)速率較快，產(chǎn)生的H₂對空氣無污染，則選稀硫酸溶解Al最好，
故答案為：B．

點(diǎn)評 本題考查Al的化學(xué)性質(zhì)，注意把握流程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，注重信息與所學(xué)知識(shí)的結(jié)合分析解決問題，側(cè)重知識(shí)遷移應(yīng)用能力的考查，題目難度中等．