【精准解析】2021高考化学（江苏专用）突破特训：专题3专题突破9有关铝及其化合物的化工流程题

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专题突破 9　有关铝及其化合物的化工流程题

工业炼铝的流程

铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界主要以化合态的形式存在于氧化铝中。铝土矿的

主要成分是 Al2O3，此外还含有少量 SiO2、Fe2O3等杂质，冶炼金属铝很重要的一个过程是

Al2O3的提纯。由于 Al2O3是两性氧化物，而杂质 SiO2是酸性氧化物，Fe2O3是碱性氧化物，

因而可设计出两种提纯氧化铝的方案。

方案一：碱溶法

讨论回答下列问题：

(1)写出①③两步骤中可能发生反应的离子方程式。

答案　①Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O，

SiO2＋2OH－===SiO＋H2O。

③AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，

SiO＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO。

(2)步骤③中不用盐酸(或H2SO4)酸化的理由是_________________________。

答案　因为 AlO 与酸反应生成的 Al(OH)3具有两性，可溶于强酸，不易控制酸的量；CO2廉

价而且生成的副产物 NaHCO3用途广泛，经济效益好

(3)步骤④中得到较纯的 Al2O3，可能含有____________杂质，在电解时它不会影响铝的纯度

的原因：________________________________________________________________________。

答案　SiO2　由于 SiO2的熔点很高，在加热到 1 000 ℃ 左右时不会熔化，因而不影响铝的纯

度

方案二：酸溶法

讨论回答下列问题：

(4)写出①②中可能发生反应的离子方程式。

答案　①Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，

Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。

②Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，

Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。

(5)步骤②中不用氨水沉淀 Fe3＋的原因：_______________________________。

答案　Al(OH)3只能溶于强碱，不能溶于氨水，用氨水不能将 Fe(OH)3和Al(OH)3分离

题组一　有关铝及其化合物的化工流程“微型设计”

1．(2020·武汉模拟)铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺

可以冶炼金属铝：

――→――――→――→――→――→

下列说法中错误的是(　　)

A．①②中除加试剂外，还需要进行过滤操作

B．a、b中铝元素的化合价相同

C．③中需要通入过量的氨气

D．④进行的操作是加热，而且 d一定是氧化铝

答案　C

解析　反应①后的体系中含有固体二氧化硅，需要过滤除去，反应②后的体系中含有氢氧化

铁沉淀，需要过滤除去，A正确；a、b中Al 元素分别以 AlCl3和NaAlO2的形式存在，其中

铝元素的化合价都是＋3价，B正确；由 NaAlO2制备氢氧化铝需要通入过量的二氧化碳，C

错误；由氢氧化铝制备氧化铝，加热即可，D正确。

2．(2019·邵阳市邵东县第一中学月考)工业上用铝土矿(主要成分为 Al2O3，含 Fe2O3杂质)为

原料冶炼铝的工艺流程如下：

下列叙述正确的是(　　)

A．试剂 X可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸

B．反应①过滤后所得沉淀为氢氧化铁

C．图中所示转化反应都不是氧化还原反应

D．反应②的化学方程式为 NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3

答案　D

解析　由溶液乙通入过量的 Y生成氢氧化铝沉淀、碳酸氢钠可知，滤液乙中含有偏铝酸根、

气体 Y为二氧化碳，故试剂 X为氢氧化钠溶液，不可能为盐酸，故 A错误；氧化铁与氢氧

化钠不反应，反应①后过滤所带沉淀为氧化铁，故 B错误；电解熔融氧化铝生成铝，属于

氧化还原反应，故 C错误；反应②为过量的二氧化碳与偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀与

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