Question

14．工業(yè)上用鋁土礦（成分為氧化鋁、氧化鐵）制取鋁的過程如下：

請回答下列問題：
（1）水蒸氣的作用加熱加快反應(yīng)；
（2）沉淀C的化學(xué)式為Fe₂O₃，該物質(zhì)除了用于金屬冶煉以外，還可用作顏料（或煉鐵）；
（3）操作I、操作II、操作III都用到的玻璃儀器是有燒杯、漏斗、玻璃棒；
（4）寫出制備過程中由溶液B生成Al（OH）₃的離子方程式2AlO₂^-+CO₂+3H₂O═2Al（OH）₃+CO₃^2-；
（5）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CaO和CO₂（填化學(xué)式）．用此法制取鋁的副產(chǎn)品是Fe₂O₃和O₂（填化學(xué)式）．

Answer 1

分析 鋁土礦的成分為氧化鋁、氧化鐵，由制備Al的流程可知，NaOH與Al₂O₃反應(yīng)，而Fe₂O₃不能，則利于水蒸氣加快反應(yīng)速率，操作I為過濾，得到沉淀C為Fe₂O₃，溶液B中含NaOH、NaAlO₂，通入二氧化碳發(fā)生2AlO₂^-+CO₂+3H₂O═2 Al（OH）₃+CO₃^2-，操作Ⅱ?yàn)檫^濾，碳酸鈉溶液與CaO反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和NaOH，操作Ⅲ為過濾，溶液E中含NaOH，NaOH可循環(huán)使用，氫氧化鋁加熱分解生成氧化鋁，電解氧化鋁生成Al、氧氣，以此來解答．

解答 解：鋁土礦的成分為氧化鋁、氧化鐵，由制備Al的流程可知，NaOH與Al₂O₃反應(yīng)，而Fe₂O₃不能，則利于水蒸氣加快反應(yīng)速率，操作I為過濾，得到沉淀C為Fe₂O₃，溶液B中含NaOH、NaAlO₂，通入二氧化碳發(fā)生2AlO₂^-+CO₂+3H₂O═2 Al（OH）₃+CO₃^2-，操作Ⅱ?yàn)檫^濾，碳酸鈉溶液與CaO反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和NaOH，操作Ⅲ為過濾，溶液E中含NaOH，NaOH可循環(huán)使用，氫氧化鋁加熱分解生成氧化鋁，電解氧化鋁生成Al、氧氣，
（1）水蒸氣的作用為加熱加快反應(yīng)，故答案為：加熱加快反應(yīng)；      
（2）由上述分析可知，沉淀C的化學(xué)式為Fe₂O₃，該物質(zhì)除了用于金屬冶煉以外，還可用作顏料（或煉鐵），故答案為：Fe₂O₃；顏料（或煉鐵）；
（3）操作I、操作II、操作III均為過濾，都用到的玻璃儀器是有燒杯、漏斗、玻璃棒，故答案為：燒杯、漏斗、玻璃棒；
（4）由溶液B生成Al（OH）₃的離子方程式為2AlO₂^-+CO₂+3H₂O═2 Al（OH）₃+CO₃^2-，故答案為：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O═2 Al（OH）₃+CO₃^2-；
（5）碳酸鈣可分解生成CaO和CO₂，在上述流程中均可循環(huán)使用，用此法制取鋁的副產(chǎn)品是Fe₂O₃和O₂，故答案為：CaO和CO₂；Fe₂O₃和O₂．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)及混合物分離提純的綜合應(yīng)用，為高頻考點(diǎn)，把握流程中的反應(yīng)、混合物分離提純方法為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，注意元素化合物與實(shí)驗(yàn)的結(jié)合，題目難度不大．