Question

铝土矿的主要成分是Al₂O₃，还含有Fe₂O₃、SiO₂等杂质。

Ⅰ．从铝土矿中提取氧化铝的流程如下图所示：

（1）试剂A是    ；

（2）向溶液a中通入过量的CO₂，将得到的不溶物煅烧后也可得到Al₂O₃，该方案的缺点是      。

Ⅱ．电解熔融的氧化铝可制备金属铝

（3）写出电解的化学方程式                  。

Ⅲ．新型陶瓷氮化铝可用以下两种方法制备

（4）①氧化铝高温还原法：  Al₂O₃ + C+ N₂ AlN+ CO（配平）

②氯化铝与氨气高温合成法：AlCl₃+NH₃AlN+3HCl

（5）方法②比方法①在生产上更具优势。下列说法中，正确的是          。

A．方法①中的 Al₂O₃、C、N₂结构稳定，反应时破坏化学键需要消耗更多能量

B．方法①中的Al₂O₃和C容易残留在氮化铝中

C．两种方法中氮化铝均为还原产物

Answer

Ⅰ、（1）盐酸（硫酸或硝酸）；（2分） （2）Al2O3中含有SiO2杂质；（2分）

Ⅱ、（3）2Al2O3(熔融) 4Al + 3O2↑(3分)

Ⅲ、（4） 1 Al2O3 + 3 C + 1 N2 === 2 AlN + 3 CO （2分） （5） AB（2分）

【解析】

试题分析：氧化铝、二氧化硅均能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和硅酸钠，氧化铁不反应，则滤渣a是氧化铁。要从偏铝酸钠和硅酸钠的混合溶液中得到氢氧化铝，则需要加入过量的盐酸生成氯化铝和硅酸沉淀，即滤渣b是硅酸，溶液b中含有氯化铝，通入足量的氨气即生成氢氧化铝沉淀，氢氧化铝分解得到氧化铝，则

（1）由以上分析可知试剂A是盐酸；

（2）若向溶液a中通入过量的CO2，则生成氢氧化铝和硅酸沉淀，不溶物煅烧后得到的氧化铝中将含有二氧化硅杂质。

（3）电解熔融的氧化铝生成铝和氧气，反应的化学方程式为2Al2O3(熔融) 4Al + 3O2↑。

（4）根据方程式可知，在反应中碳元素的化合价从0价升高到+2价，失去2个电子。氮元素的化合价从0价降低到－3价，得到3个电子，则根据电子得失守恒和原子守恒可知配平后的化学方程式为Al2O3 +3C + N2 ＝2AlN +3CO。

（5）方法①和方法②相比较，需要较多能量，且生成的固体易残留在AlN中，反应①AlN是还原产物，反应②没有发生氧化还原反应，故答案为：AB。

考点：考查从铝土矿中制备氧化铝的流程图分析、铝的冶炼、氧化还原反应应用等