Question

鋁土礦的主要成分是Al₂O₃和SiO₂等．從鋁土礦中提煉Al₂O₃的流程如下：

（1）鋁元素在周期表中的位置為

 

．反應2通入的氣體A為

 

．
（2）寫出反應1的化學方程式

 

；濾液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是

 

，反應2的離子方程式為

 

；
（3）航母升降機可由鋁合金制造．Al-Mg合金焊接前用NaOH溶液處理Al₂O₃膜，其化學方程式為

 

．焊接過程中使用的保護氣為

 

（填化學式）．
（4）航母艦體為合金鋼．電解制鋁的化學方程式是

 

，
（5）航母螺旋槳主要用銅合金制造．80.0g Cu-Al合金用酸完全溶解后，加入過量氨水，過濾得白色沉淀39.0g，則合金中Cu的質量分數為

 

．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：鋁土礦的主要成分是Al₂O₃和SiO₂，向其中加入NaOH得到的是偏鋁酸鈉和硅酸鈉的混合溶液，過濾得到濾液Ⅰ是偏鋁酸鈉和硅酸鈉還有少量剩余的氫氧化鈉溶液的混合物和，向其中加入氧化鈣，和水反應得到氫氧化鈣，硅酸鈉和氫氧化鈣之間反應生成硅酸鈣沉淀和氫氧化鈉溶液，濾液Ⅱ的成分是偏鋁酸鈉和氫氧化鈉的混合液，通入過量的氣體A二氧化碳，可以得到氫氧化鋁沉淀B和碳酸氫鈉溶液，即濾液Ⅲ，氫氧化鋁沉淀B煅燒得到氧化鋁和水，
（1）元素的周期數等于電子層數，族序數等于最外層電子數；
（2）二氧化硅是酸性氧化物，可以和氫氧化鋁反應；氧化鋁是兩性氧化物，可以和氫氧化鈉反應；硅酸鈉和氫氧化鈣之間反應生成硅酸鈣沉淀和氫氧化鈉溶液；偏鋁酸鈉可和二氧化碳反應得到氫氧化鋁沉淀；
（3）氧化鋁是兩性氧化物，可以和氫氧化鈉反應；
（4）電解氧化鋁的熔融物可以得到金屬鋁和氧氣；
（5）根據反應原理結合元素守恒來計算．

解答： 解：鋁土礦的主要成分是Al₂O₃和SiO₂，向其中加入NaOH得到的是偏鋁酸鈉和硅酸鈉的混合溶液，過濾得到濾液Ⅰ是偏鋁酸鈉和硅酸鈉還有少量剩余的氫氧化鈉溶液的混合物和，向其中加入氧化鈣，和水反應得到氫氧化鈣，硅酸鈉和氫氧化鈣之間反應生成硅酸鈣沉淀和氫氧化鈉溶液，濾液Ⅱ的成分是偏鋁酸鈉和氫氧化鈉的混合液，通入過量的氣體A二氧化碳，可以得到氫氧化鋁沉淀B和碳酸氫鈉溶液，即濾液Ⅲ，氫氧化鋁沉淀B煅燒得到氧化鋁和水，
（1）①Al在周期表的位置是：第三周期第ⅢA族，氣體A是二氧化碳，可以形成氫氧化鋁沉淀，故答案為：第三周期第ⅢA族；CO₂；
（2）二氧化硅是酸性氧化物，可以和氫氧化鋁反應；氧化鋁是兩性氧化物，可以和氫氧化鈉反應，Al₂O₃和SiO₂中加入NaOH得到的是偏鋁酸鈉和硅酸鈉的混合溶液，發(fā)生的反應為：2NaOH+SiO₂=Na₂SiO₃+H₂O、2NaOH+Al₂O₃=2NaAlO₂+H₂O；偏鋁酸鈉和硅酸鈉還有少量剩余的氫氧化鈉溶液的混合物和，向其中加入氧化鈣，和水反應得到氫氧化鈣，硅酸鈉和氫氧化鈣之間反應生成硅酸鈣沉淀和氫氧化鈉溶液，濾液Ⅱ的成分是偏鋁酸鈉和氫氧化鈉的混合液，通入過量的氣體A二氧化碳，可以得到氫氧化鋁沉淀B和碳酸氫鈉溶液，即AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：2NaOH+SiO₂=Na₂SiO₃+H₂O、2NaOH+Al₂O₃=2NaAlO₂+H₂O；CaSiO₃；AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（3）氧化鋁是兩性氧化物，可以和氫氧化鈉反應，Al-Mg合金焊接前用NaOH溶液處理Al₂O₃膜，即Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；焊接過程中使用的保護氣是一種性質穩(wěn)定的氣體，可以用氬氣，故答案為：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；Ar；
（4）電解氧化鋁的熔融物可以得到金屬鋁和氧氣，即2Al₂O₃（熔融）

通電  .

4Al+3O₂↑，故答案為：2Al₂O₃（熔融）

通電  .

4Al+3O₂↑；  
（5）80.0g Cu-Al合金用酸完全溶解后，加入過量氨水，過濾得白色沉淀39.0g為氫氧化鋁，根據Al元素守恒，Al～Al（OH）₃，產生沉淀的物質的量是0.5mol，所以含有金屬鋁的物質的量是0.5mol，金屬鋁的質量m=0.5mol×27g/mol=13.5g，合金中Cu的質量分數為

80g-13.5g

80g

×100%=83.1%．
故答案為：83.1%．

點評：本題考查化學工藝流程、無機物推斷、電解原理等，題目難度中等，理解工藝流程是解題的關鍵，需要學生基本扎實的據此與運用知識分析解決問題的能力．