1、
工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3 , 还含有Fe2O3、SiO2)提取氧化铝,冶炼铝的原料,提取的操作过程如图:
请回答下列问题:
(1)写出步骤①中发生反应的离子方程式______;滤渣①的成分为______ .
(2)写出步骤②中生成含铝化合物的化学方程式______;能否将此步骤中的NaOH 溶液更换为氨水?______(填“能”或“不能”).若不能,请说明理由:______(若能,则此空不答).
(3)步骤③中的X 为______(填化学式),发生反应的离子方程式为______ .
(4)若铝土矿的质量为mkg,最后得到A12O3的质量为nkg(忽略提取过程中铝元素的损失),则铝土矿中铝元素的质量分数为______(用含m、n 的代数式表示).
(1)Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Al2O3+6H+=2Al3++3H2O;SiO2
(2)AlCl3+4NaOH=3NaCl+Na[Al(OH)]4或AlC13+4NaOH=3NaCl+NaAlO2+2H2O;不能;若用氨水,Fe3+与Al3+均沉淀,无法将二者分离
(3)CO2;CO2+[Al(OH)4]﹣=Al(OH)3↓+HCO3﹣
(4)
解:(1)步骤①为Al2O3、Fe2O3与稀盐酸反应生成盐和水,反应方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,SiO2和稀盐酸不反应,然后采用过滤方法得到滤渣1为SiO2;所以答案是:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Al2O3+6H+=2Al3++3H2O;SiO2;(2)步骤②为向滤液1(滤液1中溶质有AlCl3、FeCl3)中加入过量NaOH溶液,其中氯化铝生成偏铝酸钠,反应物额:AlCl3+4NaOH=3NaCl+Na[Al(OH)]4或AlC13+4NaOH=3NaCl+NaAlO2+2H2O;铝离子与氨水反应生成氢氧化铝沉淀,铁离子也沉淀,无法将铁离子、铝离子分离,故不能用氨水替代氢氧化钠;所以答案是:AlCl3+4NaOH=3NaCl+Na[Al(OH)]4或AlC13+4NaOH=3NaCl+NaAlO2+2H2O;不能;若用氨水,Fe3+与Al3+均沉淀,无法将二者分离;(3)步骤③为向偏铝酸钠中加入过量的X最终得到氢氧化铝沉淀,应为二氧化碳,反应为:CO2+[Al(OH)4]﹣=Al(OH)3↓+HCO3﹣;
所以答案是:CO2;CO2+[Al(OH)4]﹣=Al(OH)3↓+HCO3﹣;(4)得到A12O3的质量为nkg,则其中铝元素的质量为 kg,根据铝元素质量守恒,则原铝土矿中的铝元素质量也为 kg,故铝土矿中铝元素的质量分数为: ;
所以答案是: .
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