Question

鋁土礦的主要成分是Al₂O₃和SiO₂等．從鋁土礦中提煉Al₂O₃的流程如下：
回答下列問題：
（1）寫出反應1的化學方程式

 

；

 

．
（2）濾液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是

 

，反應2中通入的氣體A是

 

．
（3）操作1、2、3所需的玻璃儀器除燒杯外，還需要

 

．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用,制備實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：鋁土礦經過氫氧化鈉溶液，發生的反應為：2NaOH+SiO₂═Na₂SiO₃+H₂O、2NaOH+Al₂O₃═2NaAlO₂+H₂O，過濾則得濾液Ⅰ為Na₂SiO₃和NaAlO₂溶液，加入CaO，CaO與水生成氫氧化鈣，氫氧化鈣與硅酸鈉反應生成硅酸鈣沉淀，則操作2為過濾得到的濾液Ⅱ主要含偏鋁酸根，再通氣體A即二氧化碳與偏鋁酸根反應生成氫氧化鋁的沉淀，所以再過濾得B為氫氧化鋁，再煅燒分解得到氧化鋁；以此解答；
（1）根據以上分析，二氧化硅與氫氧化鈉反應生成硅酸鈉與水；氧化鋁與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉與水；
（2）濾液Ⅰ中含有硅酸鈉、偏鋁酸鈉，加入CaO，生成氫氧化鈣，氫氧化鈣與硅酸鈉反應生成硅酸鈣沉淀；
由工藝流程可知，B為氫氧化鋁，故氣體A為二氧化碳，濾液Ⅱ主要是偏鋁酸鈉，偏鋁酸鈉溶液通入二氧化碳，生成氫氧化鋁與碳酸鈉；
（3）根據流程操作1、2、3都為過濾，所需的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒．

解答： 解：鋁土礦經過氫氧化鈉溶液，發生的反應為：2NaOH+SiO₂═Na₂SiO₃+H₂O、2NaOH+Al₂O₃═2NaAlO₂+H₂O，過濾則得濾液Ⅰ為Na₂SiO₃和NaAlO₂溶液，加入CaO，CaO與水生成氫氧化鈣，氫氧化鈣與硅酸鈉反應生成硅酸鈣沉淀，則操作2為過濾得到的濾液Ⅱ主要含偏鋁酸根，再通氣體A即二氧化碳與偏鋁酸根反應生成氫氧化鋁的沉淀，所以再過濾得B為氫氧化鋁，再煅燒分解得到氧化鋁；
（1）二氧化硅與氫氧化鈉反應生成硅酸鈉與水，反應方程式為：2NaOH+SiO₂═Na₂SiO₃+H₂O，氧化鋁與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉與水，反應方程式為：2NaOH+Al₂O₃═2NaAlO₂+H₂O，
故答案為：2NaOH+SiO₂═Na₂SiO₃+H₂O、2NaOH+Al₂O₃═2NaAlO₂+H₂O；
（2）濾液Ⅰ中含有硅酸鈉、偏鋁酸鈉，加入CaO，生成氫氧化鈣，氫氧化鈣與硅酸鈉反應生成硅酸鈣沉淀；
由工藝流程可知，B為氫氧化鋁，故氣體A為二氧化碳，濾液Ⅱ主要是偏鋁酸鈉，偏鋁酸鈉溶液通入二氧化碳，生成氫氧化鋁與碳酸鈉，反應方程式為：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O═2Al（OH）₃↓+CO₃^2-，
故答案為：CaSiO₃；二氧化碳；
（3）根據流程操作1、2、3都為過濾，所需的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒，故答案為：漏斗、玻璃棒．

點評：本題考查化學工藝流程、無機物推斷等，題目難度中等，理解工藝流程是解題的關鍵，需要學生基本扎實的據此與運用知識分析解決問題的能力．