某学习小组模拟工业上由铝矾土（含Al203和少量的Si02及铁的氧化物）制备 金属铝的方法，设计了实验室用铝矾土制备金属铝的方案，主要流程如图所示：已知： 氢氧化物 开始沉淀pH 沉淀完全pH 开始溶解pH 溶解完全pH Fe（OH）3 2.3 4.1 14 - Al（OH）3 2.3 5.2 7.8 10.8 （1）为了加快铝矾土的酸溶速率，除了反应过程不断搅拌外，还可釆取的措施有（至少二条）．（2）加入H2
2019-06-21
某学习小组模拟工业上由铝矾土（含Al203和少量的Si02及铁的氧化物）制备 金属铝的方法，设计了实验室用铝矾土制备金属铝的方案，主要流程如图所示：
已知：
| 氢氧化物 | 开始沉淀pH | 沉淀完全pH | 开始溶解pH | 溶解完全pH |
| Fe（OH）3 | 2.3 | 4.1 | 14 | - |
| Al（OH）3 | 2.3 | 5.2 | 7.8 | 10.8 |
（1）为了加快铝矾土的酸溶速率，除了反应过程不断搅拌外，还可釆取的措施有___（至少二条）．
（2）加入H202时，发生反应的离子方程式为___．要检验Fe2+是否反应完全应选择的试剂是___．（供选试剂：KMn04溶液、KSCN溶液、NaOH溶液、H202溶液）．加入NaOH调节滤液A的pH在___范围．
（3）流程中有多次过滤，需制作一个简单的过滤器，所需的用品有___
（4）电解Al2O3时阳极生成的02全部与石墨反应转化为C02和CO．相关反应的热化学 方程式如下：
C（s，石墨）+02（g）=C02（g）△H=-393.5kJ•mol-1
2C（s，石墨）+02（g）=2C0（g）△T=-221.0kJ•mol-1
若C02和CO的体积比为1：1，当阴极得到27g铝时，若阳极生成的气体用作燃料能放出热量___ kJ．
（5）新型铝电池性能优越，Al-AgO电池可用作水下动力电源，其原理如图所示．该电池正极反应式为___．
优质解答
由铝矾土（含Al203和少量的Si02及铁的氧化物）制备 金属铝的方法是，铝土矿中加入足量稀硫酸过滤得到滤液我硫酸铝，硫酸亚铁等，加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，加入氢氧化钠调节溶液PH10.8-14使铁离子全部沉淀，铝离子全部形成偏铝酸盐，过滤得到偏铝酸钠溶液，在溶液中通入过量二氧化碳生成氢氧化铝沉淀，过滤得到氢氧化铝，洗涤干燥后灼烧得到氧化铝，电解熔融氧化铝得到金属铝；
（1）依据影响化学反应速率的因素分析，增大浓度，升高温度，加入催化剂，增大接触面积等可以加快反应速率，为了加快铝矾土的酸溶速率，除了反应过程不断搅拌外，还可釆取的措施有，升高反应温度，增大硫酸浓度，粉碎铝土矿等，
故答案为：升高反应温度，增大硫酸浓度，粉碎铝土矿等；
（2）酸性溶液中过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，加入H202时，发生反应的离子方程式为：H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O，溶液中存在铁离子，要检验Fe2+是否反应完全，利用其还原性应选择的试剂最好为高锰酸钾溶液，分析图表数据选择沉淀铝离子的PH，加入NaOH调节滤液A的pH在使铝离子生成偏铝酸钠，氢氧化铁沉淀不能溶解，所以选择调节的PH为10.8---14，
故答案为：10.8---14；
（3）过滤器是漏斗和滤纸组成，需要漏斗和滤纸，
故答案为：漏斗和滤纸；
（4）若C02和CO的体积比为1：1，当阴极得到27g铝时，n（Al）==1mol，2Al2O34Al+3H2O
得到氧气物质的量=1mol×=0.75mol，
氧元素守恒，设二氧化碳、一氧化碳物质的量为x，则2x+x=0.75×2
x=0.5mol，
①C（s，石墨）+02（g）=C02（g）△H=-393.5kJ•mol-1
②2C（s，石墨）+02（g）=2C0（g）△T=-221.0kJ•mol-1
结合盖斯定律①-②×得到C0（g）+O2=C02（g）△H=-283kJ•mol-1
阳极生成的气体0.5molCO用作燃料能放出热量=mol×283kJ•mol-1 =141.5KJ
故答案为：141.5；
（5）铝做负极，失电子被氧化，在碱性溶液中生成NaAlO2，氧化银做正极，得电子被还原为Ag，电解质溶液为NaOH溶液，所以其电池反应式为：2Al+3AgO+2NaOH=2NaAlO2+3Ag+H2O，正极上电极反应式为：AgO+2e-+H2O=Ag+2OH-，
故答案为：AgO+2e-+H2O=Ag+2OH-．
由铝矾土（含Al203和少量的Si02及铁的氧化物）制备 金属铝的方法是，铝土矿中加入足量稀硫酸过滤得到滤液我硫酸铝，硫酸亚铁等，加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，加入氢氧化钠调节溶液PH10.8-14使铁离子全部沉淀，铝离子全部形成偏铝酸盐，过滤得到偏铝酸钠溶液，在溶液中通入过量二氧化碳生成氢氧化铝沉淀，过滤得到氢氧化铝，洗涤干燥后灼烧得到氧化铝，电解熔融氧化铝得到金属铝；
（1）依据影响化学反应速率的因素分析，增大浓度，升高温度，加入催化剂，增大接触面积等可以加快反应速率，为了加快铝矾土的酸溶速率，除了反应过程不断搅拌外，还可釆取的措施有，升高反应温度，增大硫酸浓度，粉碎铝土矿等，
故答案为：升高反应温度，增大硫酸浓度，粉碎铝土矿等；
（2）酸性溶液中过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，加入H202时，发生反应的离子方程式为：H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O，溶液中存在铁离子，要检验Fe2+是否反应完全，利用其还原性应选择的试剂最好为高锰酸钾溶液，分析图表数据选择沉淀铝离子的PH，加入NaOH调节滤液A的pH在使铝离子生成偏铝酸钠，氢氧化铁沉淀不能溶解，所以选择调节的PH为10.8---14，
故答案为：10.8---14；
（3）过滤器是漏斗和滤纸组成，需要漏斗和滤纸，
故答案为：漏斗和滤纸；
（4）若C02和CO的体积比为1：1，当阴极得到27g铝时，n（Al）==1mol，2Al2O34Al+3H2O
得到氧气物质的量=1mol×=0.75mol，
氧元素守恒，设二氧化碳、一氧化碳物质的量为x，则2x+x=0.75×2
x=0.5mol，
①C（s，石墨）+02（g）=C02（g）△H=-393.5kJ•mol-1
②2C（s，石墨）+02（g）=2C0（g）△T=-221.0kJ•mol-1
结合盖斯定律①-②×得到C0（g）+O2=C02（g）△H=-283kJ•mol-1
阳极生成的气体0.5molCO用作燃料能放出热量=mol×283kJ•mol-1 =141.5KJ
故答案为：141.5；
（5）铝做负极，失电子被氧化，在碱性溶液中生成NaAlO2，氧化银做正极，得电子被还原为Ag，电解质溶液为NaOH溶液，所以其电池反应式为：2Al+3AgO+2NaOH=2NaAlO2+3Ag+H2O，正极上电极反应式为：AgO+2e-+H2O=Ag+2OH-，
故答案为：AgO+2e-+H2O=Ag+2OH-．