Question

13．鋁是地殼中含量最多的金屬元素，1854年法國化學(xué)家德維爾用金屬鈉還原氯化鈉和氯化鋁的復(fù)鹽，獲得了金屬鋁單質(zhì)．1886年，美國人豪爾和法國人海郎特，分別獨立地電解熔融的氧化鋁和冰晶石的混合物，制得了金屬鋁，奠定了今天大規(guī)模生產(chǎn)鋁的基礎(chǔ)．（SiO₂屬原子晶體，常溫下與NaOH反應(yīng)的速率很慢）．
工業(yè)生產(chǎn)金屬鋁的原料是鋁土礦（主要成分為Al₂O₃，另含有Fe₂O₃和SiO₂），工業(yè)中得到較純氧化鋁的過程如圖1所示：

試回答下列問題：
（1）經(jīng)分析不溶物A的主要成分為Fe₂O₃．
（2）工業(yè)上電解煉鋁的化學(xué)方程式為：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，若電路中通過1mol電子，可以得到鋁9g
（3）為了提高綜合經(jīng)濟效益，實際工業(yè)生產(chǎn)中常將上述反應(yīng)中的相關(guān)物質(zhì)循環(huán)利用．其部分轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖2所示：

①上述轉(zhuǎn)化中未涉及到四種基本反應(yīng)類型中的置換反應(yīng)反應(yīng)；
②寫出轉(zhuǎn)化③的化學(xué)方程式（該反應(yīng)在工業(yè)生產(chǎn)中稱為苛化法）Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH．
（4）科學(xué)研究表明，人體過量吸入鋁元素會嚴(yán)重危害身體健康．請你結(jié)合實際提出二條杜絕鋁元素過量吸入的措施：不用鋁制品作炊具，不用鋁箔包裝食品等．

Answer 1

分析 鋁土礦（主要成分為Al₂O₃，另含有Fe₂O₃和SiO₂），加入氫氧化鈉溶液，過濾得溶液A為偏鋁酸鈉溶液和硅酸鈉溶液的混合物，沉淀A為氧化鐵，溶液A中通入二氧化碳得不溶物B為氫氧化鋁沉淀和溶液B為碳酸鈉溶液，氫氧化鋁受熱分解得氧化鋁，
（1）氧化鋁、二氧化硅均可以和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)，氧化鐵和氫氧化鈉之間不反應(yīng)，據(jù)此來確定難溶物的成分；
（2）工業(yè)上電解熔融的氧化鋁來獲取金屬鋁，根據(jù)化學(xué)方程式結(jié)合電子轉(zhuǎn)移計算生成金屬鋁的量；
（3）①根據(jù)每一步轉(zhuǎn)化發(fā)生的反應(yīng)確定所屬的反應(yīng)類型；
②碳酸鈉可以和強堿氫氧化鈣之間發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)；
（4）在涉及到食物包裝及其含有鋁元素的藥品時要注意盡可能的避免．

解答 解：（1）氧化鋁、二氧化硅均可以和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)，氧化鐵和氫氧化鈉之間不反應(yīng)，所以不溶物A的主要成分為Fe₂O₃，
故答案為：Fe₂O₃；
（2）工業(yè)上電解熔融的氧化鋁來獲取金屬鋁，即2Al₂O₃$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，根據(jù)化學(xué)方程式，電子轉(zhuǎn)移為12mol生成金屬鋁是4mol，所以若電路中通過1mol電子，可以得到鋁的質(zhì)量是$\frac{4}{12}×27$=9g，
故答案為：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Al+3O₂↑；9；
（3）①溶液B是碳酸鈉，可以和氫氧化鈣發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成碳酸鈣和氫氧化鈉，所以X是碳酸鈣，Y是氧化鈣，Z是氫氧化鈣，涉及到了分解反應(yīng)、化合反應(yīng)以及復(fù)分解反應(yīng)，不涉及置換反應(yīng)，
故答案為：置換反應(yīng)；
②流程中③的化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH，屬于復(fù)分解反應(yīng)，
故答案為：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；
（4）在涉及到食物包裝及其含有鋁元素的藥品時要注意盡可能的避免，如：不用鋁制品作炊具，不用鋁箔包裝食品等，
故答案為：不用鋁制品作炊具，不用鋁箔包裝食品等．

點評 本題考查學(xué)生鐵以及化合物的性質(zhì)、二氧化硅以及金屬鋁的化合物的性質(zhì)知識，屬于綜合知識的考查，難度不大．