Question

某探究小組在實(shí)驗(yàn)室中用鋁土礦（主要成分為Al₂O₃，還含有Fe₂O₃、SiO₂）提取氧化鋁，流程如下，回答下列問(wèn)題：

（1）畫(huà)出Al的原子結(jié)構(gòu)示意圖

．
（2）寫(xiě)出反應(yīng)①中主要成分發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂O、Fe₂O₃+6HCl═2Fe₂Cl₃+3H₂O

．
（3）寫(xiě)出濾液B中溶質(zhì)的化學(xué)式

NaAlO₂、NaCl、NaOH

．
（4）甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中用如下圖1裝置制備CO₂氣體，并通入濾液B中制備Al（OH）₃時(shí)，結(jié)果沒(méi)有產(chǎn)生預(yù)期現(xiàn)象．乙同學(xué)分析認(rèn)為：甲同學(xué)通入的CO₂中含有HCl氣體，是導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗的原因．乙同學(xué)認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)裝置Ⅰ和裝置Ⅱ之間增加下圖2裝置可解決這個(gè)問(wèn)題．請(qǐng)?jiān)谟蚁聢D裝置的橫線(xiàn)上注明試劑名稱(chēng)．

（5）工業(yè)上通常以鋁土礦提取得到的Al₂O₃為原料制備無(wú)水氯化鋁：2Al₂O₃+6Cl₂+3C

△   .

4AlCl₃+3CO₂↑
該反應(yīng)中的還原劑是

C

，若制得22.4L（標(biāo)況下）CO₂氣體時(shí)，則有

4

mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)原子結(jié)構(gòu)示意圖的畫(huà)法來(lái)解答；
（2）氧化鋁是兩性氧化物，既溶液強(qiáng)酸又溶于強(qiáng)堿．只Fe₂O₃溶于強(qiáng)酸，不溶于堿，SiO₂只溶于強(qiáng)堿，不溶于酸．①為鹽酸，則在①得到濾液中含有鋁離子、鐵離子，濾渣為二氧化硅；
（3）②為氫氧化鈉溶液，除去鐵離子，將鋁離子轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根，進(jìn)入②得到濾液；
（4）在實(shí)驗(yàn)裝置Ⅰ和裝置Ⅱ之間增加除去CO₂中含有HCl氣體的裝置，根據(jù)NaHCO₃溶液能與HCl氣體反應(yīng)，而不與二氧化碳反應(yīng)分析；
（5）Cl₂有強(qiáng)氧化性，還原劑是有元素化合價(jià)降低的物質(zhì)，根據(jù)碳元素化合價(jià)變化計(jì)算注意電子數(shù)目；

解答：解：（1）Al元素是第13號(hào)元素，核內(nèi)由13個(gè)質(zhì)子，核外有13個(gè)電子，Al元素的原子的最外層電子數(shù)是3，可以作出Al元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖，
故答案為：；
（2）①為鹽酸，則在①得到濾液中含有鋁離子、鐵離子，濾渣為二氧化硅．①氧化鋁與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和水，反應(yīng)方程式為Al₂O₃+6HCl═2AlCl₃+3H₂O，氧化鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵與水，反應(yīng)方程式為 Fe₂O₃+6HCl═2Fe₂Cl₃+3H₂O．
故答案為：Al₂O₃+6HCl═2AlCl₃+3H₂O，F(xiàn)e₂O₃+6HCl═2Fe₂Cl₃+3H₂O；
（3）①為鹽酸，則在①得到濾液中含有鋁離子、鐵離子，濾渣為二氧化硅．②為過(guò)量的氫氧化鈉溶液，除去鐵離子，將鋁離子轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根，進(jìn)入②得到濾液，所以濾液B中溶質(zhì)的化學(xué)式為：NaAlO₂、NaCl、NaOH，
故答案為：NaAlO₂、NaCl、NaOH；
（4）在實(shí)驗(yàn)裝置Ⅰ和裝置Ⅱ之間增加除去CO₂中含有HCl氣體的裝置，NaHCO₃溶液能與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，在除去氯化氫的同時(shí)增加了二氧化碳的量，
故答案為：飽和碳酸氫鈉溶液；
（5）2Al₂O₃+6Cl₂+3C

△   .

4AlCl₃+3CO₂↑反應(yīng)中氯元素化合價(jià)由0價(jià)降低為-1價(jià)，氯氣是氧化劑，碳從0價(jià)變?yōu)?4價(jià)，是還原劑，若制得22.4L（標(biāo)況下）CO₂氣體時(shí)，即1mol二氧化碳，轉(zhuǎn)移電子為1mol×4=4mol，
故答案為：C；4；

點(diǎn)評(píng)：本題考查用鋁土礦提取氧化鋁，理解工藝流程是解題的關(guān)鍵，平時(shí)注意分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力的培養(yǎng)，題目難度中等．