2022年高考化学一轮复习讲义第3章第17讲　微专题6　有关镁、铝及其化合物的化工流程题 (含解析)

6　有关镁、铝及其化合物的化工流程题

1．从海水中提取镁的流程

(1)流程

(2)主要化学反应

①制石灰乳：

CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca(OH)2；

②沉淀Mg2＋：Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋Ca2＋；

③制备MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O；

④电解MgCl2：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。

2．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：

(1)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↓。

(2)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，若用氨水则不能将Fe(OH)3和Al(OH)3分离

1．工业上制备下列物质的生产流程合理的是(　　)

A．由铝土矿冶炼铝：铝土矿Al2O3AlCl3Al

B．从海水中提取镁：海水Mg(OH)2MgOMg

C．由NaCl制漂白粉：饱和食盐水Cl2漂白粉

D．由黄铁矿制硫酸：黄铁矿SO2SO3H2SO4

答案　D

2．工业从铝土矿(主要成分是Al2O3·xH2O、SiO2、Fe2O3等)提取纯Al2O3做冶炼铝的原料，提取时操作过程如图，图中操作错误的是(　　)

A．④⑤  B．③④  C．②⑤  D．①②

答案　A

解析　铝土矿灼烧除去结晶水，灼热后的不挥发物质中加入过量的盐酸，Al2O3、Fe2O3溶解成铝盐、铁盐，过滤除去不溶的杂质二氧化硅等，溶液中含有过量的盐酸，向②的滤液中加入过量氢氧化钠使铝盐变成偏铝酸盐，而铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤除去，滤液中含有过量的氢氧化钠，向③的滤液中加入过量盐酸，溶液中偏铝酸根、氢氧化钠转化为氯化铝、氯化钠，溶液溶质为氯化铝、氯化钠，不能生成氢氧化铝沉淀，应通入二氧化碳，可得氢氧化铝沉淀，故④错误，氢氧化铝沉淀灼烧分解生成氧化铝，干燥不能使氢氧化铝分解，故⑤错误，故选A。

3．利用铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等)制备铝鞣剂[主要成分为Al(OH)2Cl]的一种工艺如下：

(1)气体A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。铝灰在90 ℃时水解生成A的化学方程式为_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，

“水解”采用90 ℃而不在室温下进行的原因是_______________________________________

_______________________________________________________________________________。

(2)“酸溶”时，Al2O3发生反应的离子方程式为______________________________________

_______________________________________________________________________________。

(3)“氧化”时，发生反应的离子方程式为____________________________________________

_______________________________________________________________________________。

(4)“废渣”的成分为____________(填化学式)。

(5)采用喷雾干燥而不用蒸发的原因是_______________________________________________

_______________________________________________________________________________。

答案　(1)AlN＋3H2OAl(OH)3＋NH3↑

加快AlN的水解反应速率，降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出

(2)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O

(3)2Fe2＋＋2H＋＋ClO－===2Fe3＋＋Cl－＋H2O

(4)Fe(OH)3

(5)防止Al(OH)2Cl水解生成Al(OH)3