Question

12．鋁是一種應用廣泛的金屬，工業上用Al₂O₃和冰晶石（Na₃AlF₆）混合熔融電解制得．鋁土礦的主要成分是Al₂O₃，含有雜質SiO₂、Fe₂O₃．工業上從鋁土礦中提取鋁可采用如圖工藝流程：為了轉化完全，每一步所加試劑需過量．

（1）原料A的名稱是鹽酸，原料B的化學式NaOH．
（2）檢驗濾液1中Fe³⁺離子的最常見的試劑為KSCN溶液．
（3）步驟②反應的離子方程式H⁺+OH^-=H₂O、Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
（4）步驟③反應的離子方程式AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
（5）可循環使用的原料的化學式CaCO₃、NaOH．

Answer 1

分析 石灰石煅燒得到CaO和CO₂，向濾液2中通入CO₂，得到沉淀，加熱沉淀得到氧化鋁，則該沉淀為Al（OH）₃，CO₂通入偏鋁酸鹽溶液中得到Al（OH）₃，所以原料B為強堿溶液，A為鹽酸溶液，鋁土礦中加入足量HCl，Al₂O₃、Fe₂O₃和稀鹽酸反應生成AlCl₃、FeCl₃，SiO₂不溶于稀鹽酸，然后采用過濾方法得到殘渣SiO₂，濾液1中含有HCl、AlCl₃、FeCl₃，向濾液中加入足量NaOH溶液，AlCl₃、FeCl₃分別生成NaAlO₂、Fe（OH）₃，采用過濾方法得到沉淀Fe（OH）₃，濾液2中含有NaAlO₂，向NaAlO₂通入過量的二氧化碳，生成Al（OH）₃和NaHCO₃，過濾得到的濾液3中溶質為NaHCO₃，濾液3中加入氧化鈣得碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉溶液，碳酸鈣和氫氧化鈉都可以再循環利用，據此答題．

解答 解：石灰石煅燒得到CaO和CO₂，向濾液2中通入CO₂，得到沉淀，加熱沉淀得到氧化鋁，則該沉淀為Al（OH）₃，CO₂通入偏鋁酸鹽溶液中得到Al（OH）₃，所以原料B為強堿溶液，A為鹽酸溶液，鋁土礦中加入足量HCl，Al₂O₃、Fe₂O₃和稀鹽酸反應生成AlCl₃、FeCl₃，SiO₂不溶于稀鹽酸，然后采用過濾方法得到殘渣SiO₂，濾液1中含有HCl、AlCl₃、FeCl₃，向濾液中加入足量NaOH溶液，AlCl₃、FeCl₃分別生成NaAlO₂、Fe（OH）₃，采用過濾方法得到沉淀Fe（OH）₃，濾液2中含有NaAlO₂，向NaAlO₂通入過量的二氧化碳，生成Al（OH）₃和NaHCO₃，過濾得到的濾液3中溶質為NaHCO₃，濾液3中加入氧化鈣得碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉溶液，碳酸鈣和氫氧化鈉都可以再循環利用，
（1）根據上面的分析可知，原料A的名稱是鹽酸，原料B的化學式為NaOH，故答案為：鹽酸；NaOH；
（2）KSCN溶液遇Fe³⁺離子會使溶液呈血紅色，所以檢驗濾液1中Fe³⁺離子的最常見的試劑為KSCN溶液，
故答案為：KSCN溶液；
（3）濾液1含有HCl、AlCl₃、FeCl₃，要加入稍過量原料B，原料B的化學式是NaOH，酸和鐵離子、鋁離子和氫氧根離子反應，離子反應方程式為H⁺+OH^-=H₂O、Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：H⁺+OH^-=H₂O、Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（4）濾液②含有AlO₂^-，步驟③通入二氧化碳，與AlO₂^-反應生成的沉淀為氫氧化鋁，反應的離子方程式為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（5）根據上面的分析可知，可循環使用的原料為CaCO₃、NaOH，故答案為：CaCO₃、NaOH．

點評 本題考查物質分離和提純，為高頻考點，明確物質的性質是解本題關鍵，知道流程圖中發生的反應、操作方法及溶液中的溶質，注意氧化鋁的兩性，注意濾液1中還含有HCl、濾液2中還含有NaOH．