(12分) 实验室中以铝土矿(主要成分是Al 2 O 3 和少量的SiO 2 和Fe 2 O 3 杂质)为原料制取Al

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  • (12分)

    ⑴SiO 2(2分) AlO 2 -+CO 2+2H 2O ==HCO 3 -+Al(OH) 3↓(2分)

    ⑵Al 2(SO 4) 3+ H 2SO 4+ 2NH 3==2NH 4Al(SO 4) 2(2分)蒸发浓缩(2分)

    ⑶575.4L(2分) ⑷3:10(2分)

    铝土矿中含有Al 2O 3、SiO 2和Fe 2O 3,当加入过量的盐酸时,SiO 2是酸性氧化物不与盐酸反应,而Al 2O 3为两性氧化物,与过量的盐酸反应生成ALCL 3;Fe 2O 3为碱性氧化物,与过量的盐酸反应生成FeCL 3,所以,反应后经过滤得到的固体a为SiO 2固体;再向滤液中加入过量的氢氧化钠溶液时,FeCL 3与氢氧化钠反应生成氢氧化铁红褐色沉淀,而ALCL 3则与过量的氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠溶液;再过滤后得到的固体b为氢氧化铁溶液,再向滤液中通入足量的CO 2气体时,偏铝酸钠会与CO 2反应生成氢氧化铝沉淀,氢氧化铝不稳定,加热分解成氧化铝,向氧化铝中加入足量的硫酸会生成硫酸铝溶液,再通入足量的氨气,则生成铵明矾溶液,再经蒸发浓缩、冷却结晶即可得晶体。

    所以:

    ⑴SiO 2AlO 2 -+CO 2+2H 2O ==HCO 3 -+Al(OH) 3

    ⑵Al 2(SO 4) 3+ H 2SO 4+ 2NH 3==2NH 4Al(SO 4) 2蒸发浓缩

    (3)1000kg含氧化铝36%的铝土矿中氧化铝的质量=360kg,即氧化铝的物质的量=

    在Al 2(SO 4) 3的化学式中分析可得,硫酸根离子与铝离子的物质的量之比=3:2,进而可求得需消耗质量分数98%的硫酸575.4L。