Question

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：Al

H2SO4

Al³⁺

NaOH

Al（OH）₃；
方案2：Al

NaOH

AlO

- 2

H2SO4

Al（OH）₃；
方案3：

Al H2SO4 Al2(SO4)3 Al NaOH NaAlO2

→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

3

．
（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、Fe₂0₃質量分數(shù)的數(shù)據(jù)如下：

	Al2O3	Fe2O3	其他雜質
鋁土礦	55%	16%	-
赤泥	15%	48%	一

（1）書寫化學方程式，反應①

2NaAlO₂+CO₂+3H₂O=Na₂CO₃+2Al（OH）₃↓

，反應②

Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH

（2）電解氧化鋁生產(chǎn)鋁時，陽極的電極反應式為

2O^2--4e^-=O₂↑

．
（3）假設其它雜質不參加反應，則每生產(chǎn)3.4t純凈的氧化鋁，需鋁土礦

6.18

t．

Answer 1

分析：（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．

解答：解：（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，故答案為：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，
故答案為：2NaAlO₂+CO₂+3H₂O=Na₂CO₃+2Al（OH）₃↓；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O^2-發(fā)生失電子的氧化反應：2O^2--4e^-=O₂↑，
故答案為：2O^2--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：

3.4

55%

=6.18（t），
故答案為：6.18．

點評：本題考查學生工業(yè)獲得金屬鋁的實驗方案知識，是一道工業(yè)生產(chǎn)和化學結合的題目，難度較大．