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工业上以铝土矿(主要成分是氧化铝,含氧化铁、氧化镁、二氧化硅、氧化铜等杂质)为原料提取铝的无机化工流程如图:已知:NaOH溶液与二氧化硅反应非常缓慢,在工业生产时不必考虑.
 更新时间:2024-03-29 16:00:07
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问题描述:

工业上以铝土矿(主要成分是氧化铝,含氧化铁、氧化镁、二氧化硅、氧化铜等杂质)为原料提取铝的无机化工流程如图:

已知:NaOH溶液与二氧化硅反应非常缓慢,在工业生产时不必考虑.

(1)固体A为___;试剂X为___,Y为___.

(2)写出反应②的离子方程为___.

(3)实验室里完成反应③所需要的实验仪器主要有___.

(4)反应④所得的铝材中,往往含有少量的铁和硅等杂质,可用电解的方法进一步提纯,该电解池中阳极的电极反应式为___.下列可作阴极材料的是___

A.铝材 B.石墨 C.铅板 D.纯铝

(5)铝土矿中Al2O3的含量为40.8%,要使1t铝土矿中的Al2O3全部溶解理论上至少需要X的质量为___.

何宏宏回答:
  由题给信息可知,铝土矿加入过量试剂X可将铝与其它杂质分离,结合“NaOH溶液与二氧化硅反应非常缓慢,在工业生产时不必考虑”可知试剂X应为NaOH溶液,所得固体A含有SiO2、Fe2O3、MgO、CuO,滤液Ⅰ含有NaAlO2,通入过量Y生成氢氧化铝沉淀,则Y为CO2,滤液Ⅱ为NaHCO3溶液,灼烧氢氧化铝生成氧化铝,电解熔融的氧化铝可生成Al,   (1)由以上分析可知固体A为Fe2O3、MgO、CuO;试剂X为NaOH,Y为CO2,故答案为:Fe2O3、MgO、CuO;NaOH;CO2;   (2)反应②为偏铝酸钠与过量二氧化碳的反应,生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,反应的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-,   故答案为:AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-;   (3)实验室里完成反应③应在坩埚中进行,灼烧氢氧化铝分解生成氧化铝,另外还需要酒精灯、三脚架、泥三角,故答案为:坩埚、酒精灯、三脚架、泥三角等;   (4)在电解池中阳极发生氧化反应,金属失去电子,电极反应式为Al-3e-═Al3+,电解精炼铝应以纯铝作阴极材料,故答案为:2Al-3e-═Al3+;D;   (5)铝土矿中Al2O3的含量为40.8%,1t铝土矿中的Al2O3的物质的量为1×10
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