新編高中化學(xué) 3.1.3從鋁土礦中提取鋁優(yōu)化作業(yè) 蘇教版必修1

新編化學(xué)精品資料第三課時(shí)從鋁土礦中提取鋁1.工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3,還有少量雜質(zhì)Fe2O3、SiO2等)提取純Al2O3作冶煉鋁的原料,提取時(shí)操作過程如下圖所示,圖中操作錯(cuò)誤的是()A.B.C.D.解析:用過量鹽酸會(huì)溶解生成的Al(OH)3沉淀,可以通足量的CO2使溶液中的NaAlO2完全形成Al(OH)3沉淀;Al(OH)3沉淀灼燒生成Al2O3。答案:A2.從鋁土礦制備鋁所涉及的下列有關(guān)反應(yīng)中,屬于氧化還原反應(yīng)的是()A.鋁土礦溶于NaOH溶液中B.偏鋁酸鈉溶液的酸化C.灼燒氫氧化鋁固體D.電解熔融的氧化鋁解析:電解熔融的氧化鋁發(fā)生的反應(yīng)是2Al2O3(熔融)4Al+3O2,屬于氧化還原反應(yīng)。答案:D3.下列化學(xué)方程式書寫錯(cuò)誤的是()A.Al2O3粉末溶于NaOH溶液中:Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2OB.NaAlO2溶液中通入足量的CO2:2NaAlO2+CO2+3H2O2Al(OH)3+Na2CO3C.灼燒氫氧化鋁固體:2Al(OH)3Al2O3+3H2OD.電解熔融的氧化鋁:2Al2O3(熔融)4Al+3O2解析:NaAlO2溶液中通入足量的CO2:NaAlO2+CO2+2H2OAl(OH)3+NaHCO3。答案:B4.下列有關(guān)鋁土礦中提煉鋁的說(shuō)法不正確的是()A.鋁土礦中的鋁元素是以化合態(tài)存在的,需用化學(xué)方法把鋁元素變成游離態(tài)B.提煉過程中,先將鋁土礦凈化提取氧化鋁,再進(jìn)行冶煉C.可用常見的還原劑把氧化鋁中的鋁還原出來(lái)D.冶煉鋁的方法同工業(yè)冶煉鈉、鎂相似,可用電解法解析:鋁的金屬性很強(qiáng),用常見的還原劑不能把氧化鋁中的鋁還原出來(lái),應(yīng)用電解法。答案:C5.在MgO中混有少量的Al2O3雜質(zhì),欲將雜質(zhì)除去可選用的試劑是()A.稀硫酸B.濃氨水C.稀鹽酸D.氫氧化鈉溶液解析:欲除去Al2O3雜質(zhì)則應(yīng)選擇能溶解Al2O3而與MgO不反應(yīng)的試劑,只有氫氧化鈉溶液符合要求。答案:D6.下列操作可得到純凈Al2O3的是()A.向NaAlO2溶液中加入適量稀硫酸蒸干并灼燒B.向NaAlO2溶液中通入過量CO2后蒸干并灼燒C.向AlCl3溶液中加入過量氨水后蒸干并灼燒D.向AlCl3溶液中加入適量NaAlO2溶液,蒸干并灼燒解析:A中含有Na2SO4,B中反應(yīng)生成NaHCO3,蒸干并灼燒后轉(zhuǎn)化為Na2CO3,D中含有NaCl。答案:C7.在NaAlO2溶液中,通入a mol HCl氣體,生成b mol沉淀后,又通入c mol HCl氣體時(shí),沉淀恰好溶解,則原NaAlO2溶液中含NaAlO2的物質(zhì)的量是()A.a+b4 molB.a+c4 molC.3a+c4 molD.c mol或b3 mol解析:由方程式:NaAlO2+4HClNaCl+AlCl3+2H2O可知,NaAlO2的物質(zhì)的量是HCl的1/4。答案:B8.鋁是一種重要的金屬,在生產(chǎn)、生活中具有許多重要的用途,下圖所示是從鋁土礦中制備鋁的工藝流程:已知:鋁土礦的主要成分是Al2O3,此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì);溶液中的硅酸鈉與偏鋁酸鈉反應(yīng),能生成硅鋁酸鹽沉淀,化學(xué)反應(yīng)方程式為2Na2SiO3+2NaAlO2+2H2ONa2Al2Si2O8+4NaOH?；卮鹣铝袉栴}:(1)寫出向鋁土礦中加入足量氫氧化鈉溶液后,該步操作中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:。 (2)濾渣A的主要成分為;濾渣A的用途是(只寫一種);實(shí)驗(yàn)室過濾時(shí)使用玻璃棒,其作用是。 (3)在工藝流程第三步中,選用二氧化碳作酸化劑的原因是。 (4)若將鋁溶解,下列試劑中最好選用(填編號(hào))。 A.濃硫酸B.稀硫酸C.稀硝酸理由是。 解析:(1)Al2O3屬于兩性氧化物,SiO2屬于酸性氧化物,都能與強(qiáng)堿反應(yīng)。(2)利用題目給出的信息“硅鋁酸鹽沉淀”,可以知道濾渣A的主要成分是Fe2O3和Na2Al2Si2O8。對(duì)于濾渣A的用途一般很容易想到其可以作為煉鐵的原料。(3)因?yàn)锳l(OH)3是兩性氫氧化物,若用強(qiáng)酸酸化濾液時(shí),無(wú)法保證將全部鋁元素轉(zhuǎn)化為Al(OH)3過濾出來(lái)。(4)分析問題時(shí),一般要同時(shí)考慮生產(chǎn)效益(原料利用率)和環(huán)保問題。答案:(1)Al2O3+2OH-2AlO2-+H2O、SiO2+2OH-SiO32-+H2O(2)Fe2O3和Na2Al2Si2O8煉鐵的原料(或生產(chǎn)硅酸鹽產(chǎn)品的原料)引流(3)經(jīng)過足量氫氧化鈉溶液的溶解,大部分鋁元素均以NaAlO2的形式存在于濾液中,通入過量二氧化碳可以將NaAlO2完全轉(zhuǎn)化為Al(OH)3(4)B鋁與濃硫酸在常溫下發(fā)生鈍化,加熱溶解會(huì)產(chǎn)生有毒氣體SO2,原料利用率低;稀硝酸能溶解鋁但會(huì)產(chǎn)生NO氣體,污染空氣,硝酸利用率低;而鋁與稀硫酸反應(yīng)速率較快,產(chǎn)生的H2對(duì)空氣無(wú)污染9.電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁,若有0.2 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,則理論上能得到金屬鋁多少克?需氧化鋁多少克?解析:n(Al)=0.2 mol÷3=115 mol,m(Al)=115 mol×27 g·mol-1=1.8 g;n(Al2O3)=12n(Al)=12×115mol=130 mol,m(Al2O3)=130 mol×102 g·mol-1=3.4 g。答案:1.8 g3.4 g