问题 问答题

铝是国民经济发展的重要材料,铝在地壳中的含量约占8%,目前我国铝消费量超过430万吨,在众多的金属中仅次于铁.请回答下问题:

(I )实验室中用金属铝制备少量氢氧化铝,有以下3种方案:

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
Al
2
(SO4)
3
Al
NaOH
NaAlO2
→Al(OH)3

制备相同物质的量的氢氧化铝消耗酸和碱最少的是方案______.

(II)工业上冶炼铝的流程图如图所示:

在制取氧化铝的过程中,分析铝土矿和赤泥中所含Al2O3、Fe203质量分数的数据如下:

Al2O3Fe2O3其他杂质
铝土矿55%16%-
赤泥15%48%
(1)书写化学方程式,反应①______,反应②______

(2)电解氧化铝生产铝时,阳极的电极反应式为______.

(3)假设其它杂质不参加反应,则每生产3.4t纯净的氧化铝,需铝土矿______t.

答案

(Ⅰ)根据金属铝和酸以及和碱发生反应的化学方程式可以得出:Al~3H+~Al3+~Al(OH)3

Al~OH-~[Al(OH)4]-,Al3++3[Al(OH)4]-=4Al(OH)3↓,所以制备相同物质的量的氢氧化铝消耗酸和碱最少的是方案3,故答案为:3;

(Ⅱ)(1)向偏铝酸钠中通入二氧化碳反应会生成氢氧化铝沉淀,即2NaAlO2+CO2+3H2O=Na2CO3+2Al(OH)3↓,碳酸钠可以和氢氧化钙发生复分解反应Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH,

故答案为:2NaAlO2+CO2+3H2O=Na2CO3+2Al(OH)3↓;Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH;

(2)电解池中,阳极是惰性电极时,该极上是阴离子O2-发生失电子的氧化反应:2O2--4e-=O2↑,

故答案为:2O2--4e-=O2↑;

(3)根据铝土矿中氧化铝的质量分数为55%,所以每生产3.4t纯净的氧化铝,需铝土矿的质量:

3.4
55%
=6.18(t),

故答案为:6.18.

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