Question

【題目】工業(yè)上的許多反應(yīng)工藝來(lái)源于實(shí)驗(yàn)室里的簡(jiǎn)單操作，比如用鋁土礦(成分為氧化鋁、氧化鐵)制取鋁的過(guò)程如圖：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）寫出鋁土礦中加入NaOH溶液的反應(yīng)方程式___。

（2）沉淀C的化學(xué)式___，顏色為___，寫出它的一種用途___。

（3）操作I、操作II、操作III的名稱為___，這個(gè)過(guò)程用到的玻璃儀器有燒杯、___。

（4）整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，除可以循環(huán)使用的物質(zhì)有___(寫出3種，填化學(xué)式)，用此法制取鋁的副產(chǎn)品是___(寫出2種，填化學(xué)式)。

（5）氧化鋁熔點(diǎn)高，氯化鋁熔點(diǎn)低，工業(yè)上為什么不用熔點(diǎn)較低的氯化鋁而用熔點(diǎn)更高的氧化鋁為原料電解制鋁？___。

Answer 1

【答案】Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O Fe2O3 紅棕色 作顏料（或煉鐵） 過(guò)濾 漏斗、玻璃棒 NaOH、CaO、CO2 Fe2O3、O2 氯化鋁是共價(jià)化合物，在熔融狀態(tài)下以分子形式存在，不能導(dǎo)電，不能用于電解。氧化鋁是離子化合物，熔融時(shí)能夠電離而導(dǎo)電，因此電解鋁用氧化鋁而不用氯化鋁

【解析】

鋁土礦中含有氧化鋁和氧化鐵，向鋁土礦中加入NaOH溶液，發(fā)生反應(yīng)Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O，氧化鐵不溶，然后過(guò)濾，得到溶液B為NaOH、NaAlO2混合溶液，沉淀C為Fe2O3；向溶液B中通入CO2，發(fā)生反應(yīng)2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-、2OH-+CO2=CO32-+H2O，然后過(guò)濾得到沉淀Al(OH)3和Na2CO3溶液，向溶液中加入CaO，發(fā)生反應(yīng)Na2CO3+CaO+H2O═2NaOH+CaCO3↓，然后過(guò)濾，將NaOH循環(huán)利用；將Al(OH)3加熱得到Al2O3，電解熔融Al2O3得到Al，據(jù)此分析解答。

(1)根據(jù)上面的分析，鋁土礦中加入NaOH溶液，氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O，故答案為：Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O；

(2)根據(jù)上述分析，沉淀C為Fe2O3，氧化鐵為紅棕色粉末，俗稱鐵紅，除了用于金屬冶煉以外，還可用作顔料，故答案為：Fe2O3；紅棕色、作顏料(或煉鐵)；

(3)實(shí)現(xiàn)固體和液體的分離采用過(guò)濾法，操作Ⅰ、操作Ⅱ和操作Ⅲ都是過(guò)濾操作，過(guò)濾時(shí)需要制作過(guò)濾器的漏斗、固定儀器的鐵架臺(tái)、引流用的玻璃棒、承接濾液的燒杯，故答案為：過(guò)濾；漏斗、玻璃棒；

(4)煅燒碳酸鈣得到CaO和CO2，B生成沉淀需要二氧化碳、碳酸鈉轉(zhuǎn)化為碳酸鈣需要CaO，所以CaO和CO2能循環(huán)利用，溶液E中的氫氧化鈉也能循環(huán)利用；根據(jù)流程圖和上述分析，操作Ⅰ所得的Fe2O3和電解熔融Al2O3得到的O2為副產(chǎn)品，故答案為：NaOH、CaO和CO2；Fe2O3和O2；

(5)氯化鋁是共價(jià)化合物，在熔融狀態(tài)下以分子形式存在，不能導(dǎo)電，不能用于電解。氧化鋁是離子化合物，熔融時(shí)能夠電離而導(dǎo)電，因此盡管氧化鋁熔點(diǎn)高，氯化鋁熔點(diǎn)低，工業(yè)上電解鋁時(shí)選用氧化鋁而不用氯化鋁，故答案為：氯化鋁是共價(jià)化合物，在熔融狀態(tài)下以分子形式存在，不能導(dǎo)電，不能用于電解。氧化鋁是離子化合物，熔融時(shí)能夠電離而導(dǎo)電，因此電解鋁用氧化鋁而不用氯化鋁。