Question

工業上用鋁土礦(主要成分是Al₂O₃，還有少量的Fe₂O₃、SiO₂)提取冶煉鋁的原料氧化鋁。工藝流程如圖

⑴原料A的名稱是_____________，步驟①反應的離子方程式是_________________。

⑵濾液1中要加入稍過量原料B，原料B的化學式是________________，步驟②反應的離子方程式是：__________________________________________。

⑶步驟③的化學方程式是：_____________________________________________。

⑷如果省去步驟①，即溶解鋁土礦是從加入原料B開始，則會對氧化鋁的提取有什么影響____________________________________________________________。

 

Answer 1

【答案】

⑴鹽酸（硫酸、硝酸）   Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O   Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O

⑵NaOH     H⁺+OH^-=H₂O    Fe³⁺+3OH^-=Fe(OH)₃ ↓   Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O

⑶NaOH＋CO₂=NaHCO₃、NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al(OH)₃↓+NaHCO₃

⑷若用NaOH溶液溶解鋁土礦，則有部分SiO₂溶解在NaOH溶液中生成硅酸鈉，最后使加熱制得的Al₂O₃混有SiO₂雜質

【解析】（1）石灰石煅燒的生成物是CO₂，這說明步驟③中加入的是CO₂，所以濾液②中含有偏鋁酸鈉。因此原料B是氫氧化鈉，則濾液①中氯化鋁，所以試劑①是鹽酸（或稀硫酸、硝酸等）。二氧化硅與酸是不反應的，所以步驟①中的離子方程式是

Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O。

（2）濾液①中含有過量的鹽酸，以及生成的氯化鋁和氯化鐵，所以加入過量的氫氧化鈉時反應的離子方程式是H⁺+OH^-=H₂O、Fe³⁺+3OH^-=Fe(OH)₃ ↓、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O。

（3）濾液③中含有過量的氫氧化鈉以及生成的偏鋁酸鈉，所以通入過量的CO₂時的化學方程式是NaOH＋CO₂=NaHCO₃、NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al(OH)₃↓+NaHCO₃。

（4）若用NaOH溶液溶解鋁土礦，則有部分SiO₂溶解在NaOH溶液中生成硅酸鈉，最后在生成的氫氧化鋁中混有硅酸沉淀，硅酸分解生成二氧化硅，使加熱制得的Al₂O₃混有SiO₂雜質，所以不能省去步驟①。