Question

20．電解鋁技術(shù)的出現(xiàn)與成熟讓鋁從皇家珍品變成汽車(chē)、輪船、航天航空制造等行業(yè)的重要材料．工業(yè)上用鋁土礦（主要成分為Al₂O₃，還有少量的Fe₂O₃等雜質(zhì)）提取純Al₂O₃做冶煉鋁的原料，某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如圖提取流程圖．

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）操作Ⅰ和Ⅱ的操作名稱(chēng)是過(guò)濾，所用到的玻璃儀器有漏斗、燒杯、玻璃棒．
（2）鋁土礦與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式為Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O．   
（3）往濾液Ⅰ中通入過(guò)量的CO₂氣體生成沉淀Ⅱ的化學(xué)方程式為NaAlO₂+CO₂+2H₂O═NaHCO₃+Al（OH）₃↓．
（4）在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)流程⑥中需加入冰晶石，目的是使氧化鋁熔融溫度降低，從而減少冶煉過(guò)程中的能量損耗．

Answer 1

分析 鋁土礦（主要成分為Al₂O₃，還有少量的Fe₂O₃等雜質(zhì)）中加入氫氧化鈉時(shí)，氧化鐵不溶解，氧化鋁溶解，則沉淀Ⅰ為氧化鐵，濾液Ⅰ中含有偏鋁酸根離子，濾液Ⅰ中通入過(guò)二氧化碳，過(guò)濾后得沉淀Ⅱ?yàn)闅溲趸�鋁固體和濾液Ⅱ?yàn)樘妓釟溻c溶液，氫氧化鋁受熱分解得固體氧化鋁，氧化鋁電解得鋁，
（1）操作Ⅰ、Ⅱ都是分離固體和液體，據(jù)此判斷操作，并根據(jù)此操作寫(xiě)出所用玻璃儀器；
（2）在堿性條件下鋁元素以偏鋁酸根離子的形式存在；
（3）偏鋁酸鈉溶液中通入過(guò)量二氧化碳生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉；
（4）氧化鋁的熔點(diǎn)很高，加入冰晶石可以降低氧化鋁的熔點(diǎn)．

解答 解：鋁土礦（主要成分為Al₂O₃，還有少量的Fe₂O₃等雜質(zhì)）中加入氫氧化鈉時(shí)，氧化鐵不溶解，氧化鋁溶解，則沉淀Ⅰ為氧化鐵，濾液Ⅰ中含有偏鋁酸根離子，濾液Ⅰ中通入過(guò)二氧化碳，過(guò)濾后得沉淀Ⅱ?yàn)闅溲趸�鋁固體和濾液Ⅱ?yàn)樘妓釟溻c溶液，氫氧化鋁受熱分解得固體氧化鋁，氧化鋁電解得鋁，
（1）操作Ⅰ、Ⅱ都是分離固體和液體，所以操作Ⅰ和Ⅱ的操作名稱(chēng)是過(guò)濾，過(guò)濾中用到的玻璃儀器有漏斗、燒杯、玻璃棒，
故答案為：過(guò)濾；漏斗、燒杯、玻璃棒；
（2）在堿性條件下鋁元素以偏鋁酸根離子的形式存在，反應(yīng)的離子方程式為Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，
故答案為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
（3）偏鋁酸鈉溶液中通入過(guò)量二氧化碳生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉，反應(yīng)的方程式為NaAlO₂+CO₂+2H₂O═NaHCO₃+Al（OH）₃↓，
故答案為：NaAlO₂+CO₂+2H₂O═NaHCO₃+Al（OH）₃↓；
（4）氧化鋁的熔點(diǎn)很高，所以工業(yè)電解氧化鋁時(shí)加入冰晶石可以降低氧化鋁的熔點(diǎn)，從而減少冶煉過(guò)程中的能量損耗，
故答案為：使氧化鋁熔融溫度降低，從而減少冶煉過(guò)程中的能量損耗．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了鋁及其化合物的性質(zhì)，題目難度中等，涉及化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作方法的應(yīng)用、離子方程式的書(shū)寫(xiě)、化學(xué)計(jì)算、鋁及其化合物性質(zhì)等知識(shí)，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力．