工業(yè)上用鋁土礦(含氧化鋁、氧化鐵)制取鋁的過程如下:
請回答下列問題:
(1)沉淀C的化學(xué)式為____,C與金屬Al可以在高溫下發(fā)生反應(yīng),可用于焊接鐵軌。則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。
(2)操作Ⅰ、操作Ⅱ 和操作Ⅲ 都是____(填操作名稱),實驗室要洗滌Al(OH)3沉淀,洗滌方法是____________。
(3)生產(chǎn)過程中,除NaOH、H2O可以循環(huán)使用外,還可以循環(huán)使用的物質(zhì)有______(填化學(xué)式)。用此法制取鋁的副產(chǎn)品是______(填化學(xué)式)。
(4)金屬鋁的生產(chǎn)是以Al2O3為原料,在熔融狀態(tài)下進行電【解析】
,電解熔融的氧化鋁,若得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2 L O2,則同時生成____g鋁。
下列有關(guān)此工藝的說法合理的是______
A.冰品石(Na3AlF6)的作用是降低Al2O3的熔化溫度
B.電解生成的金屬鋁是在熔融液的上層
C.電解過程中的電極材料可以為金屬材料
D.鋁是高耗能產(chǎn)品,廢舊鋁材的回收后制成氧化鋁比較合理
(5)若鋁土礦中還含有二氧化硅,此生產(chǎn)過程中得到的氧化鋁將混有雜質(zhì):___(填化學(xué)式)。
【答案】
Fe2O3 2Al+ Fe2O3=Al2O3 +2Fe 過濾 向漏斗中加蒸餾水至浸沒沉淀,使水自然流完,重復(fù)操作2~3次 CaO和CO2 Fe2O3和O2 18 A SiO2
【解析】
根據(jù)流程圖,氧化鋁可以和氫氧化鈉反應(yīng)得到偏鋁酸鈉,氧化鐵和氫氧化鈉不反應(yīng),所以B是偏鋁酸鈉溶液,C是氧化鐵,實現(xiàn)固體和液體的分離的方法是過濾,氫氧化鋁受熱分解得到氧化鋁和水,電解氧化鋁得到的是金屬鋁和氧氣,據(jù)流程分析解題。
(1)因Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O,而Fe2O3不與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng),因此過濾得到的沉淀C為Fe2O3,利用Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)制取Fe,即2Al+Fe2O3
Al2O3+2Fe;
(2)操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均是除去不溶于液體的固體,即過濾,洗滌方法是向漏斗中加蒸餾水至浸沒沉淀,使水自然流完,重復(fù)操作2~3次;
(3)據(jù)流程圖可看出循環(huán)使用的物質(zhì)除NaOH、H2O外,還有CaCO3
CaO+CO2↑,CaO與CO2也可循環(huán)使用;制取Al同時得到Fe2O3和O2;
(4)2Al2O3(熔融)
4Al+3O2↑,n(O2)=0.5mol,則m(Al)=
×0.5mol×27g/mol=18g;
A.Al2O3的熔點很高,熔化得需要較多能量,加入冰晶石可以降低熔化溫度,故A正確;
B.由于冰晶石(Na3AlF6)與氧化鋁熔融物密度比鋁的小,所以鋁在熔融液的下層,故B錯誤;
C.電解過程中如果是金屬做陽極,將參與電極反應(yīng),故C錯誤;
D.電解產(chǎn)生的鋁要盡量以單質(zhì)形式存在,所以將回收鋁做成鋁錠最好,故D錯誤;
故答案為:A;
(5)鋁土礦中含有二氧化硅,可以和氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉溶液,向其中通二氧化碳可以得到硅酸沉淀,硅酸受熱分解得到二氧化硅,所以生產(chǎn)過程中得到的氧化鋁將混有雜質(zhì)二氧化硅。
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