一、铝土矿的主要成分
铝土矿主要含三氧化二铝
刚玉 三氧化二铝
Al203
二、工业上用铝土矿(主要成份是Al2O3,还含有Fe2O3、SiO2)提取氧化铝冶炼铝的原料(纯净的Al2O3),提取操
(1)铝土矿的成分中,氧化铁和氧化铝均能和盐酸反应得到对应的盐,只有二氧化硅和盐酸不反应,偏铝酸钠中通入过量的二氧化碳可以生成氢氧化铝白色沉淀和碳酸氢钠,
故答案为:SiO2;NaHCO3;
(2)氧化铁和氧化铝均能和盐酸反应得到对应的盐,所以滤液甲的成分是氯化铝和氯化铁,铝离子和过量的氢氧根反应为:Al3++4OH-═AlO2-+2H2O;所以滤液乙的成分是偏铝酸钠,向其中通入过量的二氧化碳,反应为:AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-;氢氧化铝受热易分解,即2Al(OH)3
△
.
Al2O3+3H2O,
故答案为:Al3++4OH-═AlO2-+2H2O;AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-;2Al(OH)3
△
.
Al2O3+3H2O.
三、铝土矿主要成分氧化铝少量二氧化硅,氧化铁,氧化镁。加过量烧碱生成滤液Y(应该是偏铝酸钠和硅酸钠)...
固体X是Fe2O3和MgO
Fe2O3和MgO不与NaOH反应,过滤得到Fe2O3和MgO,不是Fe(OH)3和Mg(OH)2
往滤液Y通入过量CO2,除了偏铝酸钠变成氢氧化铝沉淀,有其他反应:CO2+Na2SiO3==Na2CO3+H2SiO3↓
H2CO3酸性比H2SiO3强
四、铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有SiO2、Fe2O3)是工业上制备氧化铝的主要原料.工业上提取氧化铝的工艺流
①为盐酸,则在①得到滤液中含有铝离子、铁离子,滤渣为二氧化硅;②为氢氧化钠溶液,除去铁离子,将铝离子转化为偏铝酸根,进入②得到滤液乙,试剂③为二氧化碳,将偏铝酸根转化为氢氧化铝沉淀,加热分解得氧化铝,
(1)由上述分析可知,步骤①加入盐酸,Al2O3+6H+=2Al3++3H2O;Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,除去SiO2,沉淀A为二氧化硅,滤液①中含有Al3+、Fe3+、H+等,应加入氢氧化钠,除去铁离子,Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,故B为Fe(OH)3,
故答案为:SiO2;Fe(OH)3;
(2)步骤①加入过量盐酸,滤液①中含有Al3+、Fe3+、H+等,应加入氢氧化钠,除去铁离子,将铝离子转化为AlO2-,反应为 H++OH-=H2O,Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,Al3++4OH-=AlO2-+2H2O,
故答案为:NaOH溶液;
(3)步骤③中与OH-反应生成碳酸氢根离子:CO2+OH-=HCO3-,四羟基合铝酸钠溶液与二氧化碳反应,生成氢氧化铝和碳酸氢钠,反应方程式为Na〔Al(OH)4〕+CO2═Al(OH)3↓+NaHCO3,离子反应为:CO2+[Al(OH)4]-=Al(OH)3↓+HCO3-,
故答案为:CO2+OH-=HCO3-;CO2+[Al(OH)4]-=Al(OH)3↓+HCO3-;
(4)向容量瓶中转移液体时,要用玻璃棒来引流,配制一定体积的溶液要选择一定体积的容量瓶,
故答案为:①未用玻璃棒引流;②未采用250mL容量瓶;
(5)当加入NaOH溶液的体积为35ml时,n(NaOH)=0.035L×10mol/L=0.35mol,此时沉淀的质量达到最大值,则此时溶液的溶质只有NaCl,根据Na元素守恒,则有:n(HCl)=n(NaCl)=n(NaOH)=0.35mol,
c(HCl)=
0.35mol
0.1L =3.5mol/L,由图象可知,生成的氢氧化铝溶解消耗的NaOH为10ml,设Al(OH)3为 Xmol,
Al(OH)3 ~NaOH
1 mol 1 mol
x mol 10mol?L-1×0.01L
解得x═0.1 mol
而 2Al(OH)3 ~Al2O3 由此可知,n(Al2O3)═0.05 mol
铝土矿中 Al2O3 的质量分数ω%═
0.05mol×102g/mol
6g ×100%═85%
故答案为:3.50 mol?L-1;85%;
五、铝是重要的金属材料,铝土矿(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3杂质)是工业上制取铝的原料.实验室模
(1)铝土矿中Al2O3和Fe2O3能溶于盐酸,SiO2不溶于盐酸,所以固体a的化学式为SiO2,Al2O3溶于烧碱生成NaAlO2溶液,在其中通入CO2生成Al(OH)3沉淀,
故答案为:SiO2; AlO2-+CO2+2H2O═HCO3-+Al(OH)3↓;
(2)Al(OH)3分解生成Al2O3,Al2O3与稀硫酸、氨气反应生成铵明矾溶液,从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤,
故答案为:Al2O3+4H2SO4+2NH3═2NH4Al(SO4)2+3H2O;蒸发浓缩;
(3)m(Al2O3)=1 000 kg×36%=360 kg,
依据:Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O
102 294
360kg m(H2SO4)
故m(H2SO4)=
294×360
102 =1037.6 kg,需消耗质量分数98%的硫酸(密度1.84 g?cm-3)为=
1037.6÷98%
1.84 =575.4 L,
故答案为:575.4;
(4)设制得的Al2(SO4)3和NH4Al(SO4)2?12H2O的物质的量都是1 mol,则Al3+共3 mol,SO42-共5 mol,根据Al3+和SO42-守恒原理可得,加入Al2O3和H2SO4的物质的量之比为:
3
2 :5=3:10,故答案为:3:10.