铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，如下框图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：已知：①铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质；②溶液中的硅

Question

铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，如下框图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：

已知：①铝土矿的主要成分是Al₂O₃，此外还含有少量SiO₂、Fe₂O₃等杂质；
②溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学方程式为：2Na₂SiO₃+2NaAlO₂+4H₂O═Na₂Al₂Si₂O₈↓+2H₂O+4NaOH
回答下列问题：
（1）溶解铝土矿时，发生反应的离子方程式为：___．
（2）滤渣A的主要成分___；硅铝酸盐沉淀写成氧化物的形式是___．
（3）在工艺流程第三步中，选用二氧化碳作酸化剂而不使用盐酸的原因是____
（4）若该工厂用mkg铝土矿共制得n kg Al（假设每步反应进行完全），则铝土矿中Al₂O₃的质量分数为___．
（5）若将铝溶解，下列试剂中最好选用___（填编号）．
A．浓硫酸B． 稀硫酸C．稀HNO₃   D．浓HNO₃
（6）电解冶炼铝时用Na₃AlF₆作助熔剂，Na₃AlF₆是配合物，其中内界是___，配位数为____．

Answer 1

铝土矿的主要成分是Al₂O₃，此外还含有少量SiO₂、Fe₂O₃等杂质，加入足量的氢氧化钠，氧化铝、二氧化硅与NaOH溶液反应均生成盐和水，只有氧化铁与碱不反应，结合信息②可知还生成Na₂Al₂Si₂O₈沉淀，过滤后得滤渣Fe₂O₃、Na₂Al₂Si₂O₈；滤液用二氧化碳酸化时，将NaAlO₂完全转化为Al（OH）₃，反应的离子方程式为：AlO₂^-+2H₂O+CO₂═HCO₃^-+Al（OH）₃↓；过滤得氢氧化铝沉淀，灼烧得氧化铝，电解氧化铝得单质铝，
（1）Al₂O₃是两性氢氧化物，SiO₂是酸性氧化物，都要与强碱反应生成盐和水，反应的离子方程式为：，
故答案为：2OH^-+Al₂O₃═2AlO₂^-+H₂O、SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O；
（2）由于氢氧化钠是足量的，所以Al₂O₃和SiO₂充分反应，生成Na₂SiO₃和NaAlO₂，而铝土矿的主要成分是Al₂O₃，SiO₂少量，那么生成的Na₂SiO₃少，NaAlO₂多，
发生反应2Na₂SiO₃+2NaAlO₂+4H₂O═Na₂Al₂Si₂O₈↓+2H₂O+4NaOH后，滤渣有之前不反应的Fe₂O₃和生成的Na₂Al₂Si₂O₈，滤液中有NaOH、余下大量的NaAlO₂；
氧化物的形式为：金属氧化物•非金属氧化物•水，注意活泼金属氧化物写在前，则改写成氧化物的形式为：Na₂O•Al₂O₃•2SiO₂，
故答案为：Fe₂O₃；Na₂Al₂Si₂O₈、Na₂O•Al₂O₃•2SiO₂；
（3）从第2小题的分析可知滤液中的NaAlO₂要转化成Al（OH）₃不能用盐酸，盐酸是强酸，强酸过量后Al（OH）₃会溶解，
故答案为：Al（OH）₃溶于强酸而不溶于弱酸，提高Al₂O₃的提取率；
（4）已知铝nkg，可算出铝的物质的量，n（Al）=(1000ng)/(27g/mol)=(1000n)/(27)mol，根据原子守恒可得：2Al～Al₂O₃，则三氧化二铝的物质的量：n（Al₂O₃）=(1)/(2)n（Al），
n（Al₂O₃）=(500n)/(27)mol，所以Al₂O₃的质量为：m=n（Al₂O₃）•M（Al₂O₃）=(500n)/(27)mol×102 g•mol^-1 =(51000n)/(27) g，所以Al₂O₃的质量分数为：((51000n)/(27)g)/(1000mg)×100%=(5100n)/(27m)%或(1700n)/(9m)%，
故答案为：(5100n)/(27m)%或(1700n)/(9m)%． 
（5）因铝与浓硫酸在常温下发生钝化，加热溶解会产生有毒气体SO₂，原料利用率低；稀硝酸能溶解铝但会产生NO气体，污染空气，硝酸利用率低；而铝与稀硫酸反应速率较快，产生的H₂对空气无污染，则选稀硫酸溶解Al最好，
故答案为：B；
（6）在配合物中，内界是配位单元，含配位键，内界是复杂离子，外界是简单离子；配位原子是提供孤对电子的原子，配位数是配位原子的数目，这里的配位原子是氟原子，有6个，
故答案为：[AlF₆]^3-；6．