Question

【題目】鋁是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要材料，鋁在地殼中的含量約占8%，目前我國鋁消費量超過430萬噸，在眾多的金屬中僅次于鐵。請回答下問題：

(Ⅰ)實驗室中用金屬鋁制備少量氫氧化鋁，有以下3種方案：

方案1：AlAl3＋Al(OH)3↓

方案2：AlAlOAl(OH)3↓

方案3：―→Al(OH)3

制備相同物質的量的氫氧化鋁消耗酸和堿最少的是方案________。

(Ⅱ)工業(yè)上冶煉鋁的流程圖如圖所示：

在制取氧化鋁的過程中，分析鋁土礦和赤泥中所含Al2O3、Fe2O3質量分數(shù)的數(shù)據(jù)如下：

(1)書寫化學方程式，反應①________，反應②________。

(2)電解氧化鋁生產(chǎn)鋁時，陽極的電極反應式為_______________________________________。

(3)假設其他雜質不參加反應，則每生產(chǎn)3.4 t純凈的氧化鋁，需鋁土礦________t。

Answer 1

【答案】3 2NaAlO2＋CO2＋3H2O===Na2CO3＋2Al(OH)3↓ Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH 2O2－－4e－===O2↑ 6.18

【解析】

(Ⅰ)根據(jù)金屬鋁和酸以及和堿發(fā)生反應的化學方程式來計算回答；

(Ⅱ)(1)向偏鋁酸鈉中通入二氧化碳反應會生成氫氧化鋁沉淀，碳酸鈉可以和氫氧化鈣發(fā)生復分解反應；

(2)電解池中，陽極是惰性電極時，該極上是陰離子發(fā)生失電子的氧化反應；

(3)根據(jù)鋁元素守恒來計算回答。

(Ⅰ)根據(jù)金屬鋁和酸以及和堿發(fā)生反應的化學方程式可以得出：Al～3H+～Al3+～Al(OH)3，Al～OH-～[Al(OH)4]-，Al3++3[Al(OH)4]-=4Al(OH)3↓，所以制備相同物質的量的氫氧化鋁消耗酸和堿最少的是方案3；

(Ⅱ)(1)向偏鋁酸鈉中通入二氧化碳反應會生成氫氧化鋁沉淀，即2NaAlO2+CO2+3H2O=Na2CO3+2Al(OH)3↓，碳酸鈉可以和氫氧化鈣發(fā)生復分解反應Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH；

(2)電解池中，陽極是惰性電極時，該極上是陰離子O2-發(fā)生失電子的氧化反應：2O2--4e-=O2↑；

(3)根據(jù)鋁土礦中氧化鋁的質量分數(shù)為55%，所以每生產(chǎn)3.4t純凈的氧化鋁，需鋁土礦的質量：=6.18t。