Question

1．工業上用鋁土礦（主要成分是Al₂O₃，還有少量的Fe₂O₃、SiO₂）提取冶煉鋁的原料氧化鋁．工藝流程如圖：

（1）原料A的名稱是鹽酸，步驟①反應的離子方程式Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O．
（2）濾液1中要加入稍過量原料B，原料B的化學式是NaOH，步驟②的離子方程式是：H⁺+OH^-=H₂O、Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
（3）如果省去步驟①，即溶解鋁土礦是從加入原料B開始，后續操作不變，則會使最后加熱獲得的氧化鋁含有SiO₂（填化學式）雜質．

Answer 1

分析 石灰石煅燒得到CaO和CO₂，向濾液2中加入足量石灰石煅燒產物之一，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Al（OH）₃，濾液2中含有NaAlO₂，向NaAlO₂通入過量二氧化碳，生成Al（OH）₃和NaHCO₃，過濾得到的濾液3中溶質為NaHCO₃，
（1）原料A的名稱是稀鹽酸，步驟①中氧化鋁、氧化鐵和稀鹽酸反應生成鹽和水；
（2）濾液1中要加入稍過量原料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；
（3）如果省去步驟①，即溶解鋁土礦是從加入原料B開始，后續操作不變，二氧化硅和NaOH反應生成可溶性的硅酸鈉，硅酸鈉和二氧化碳反應生成沉淀硅酸，硅酸受熱分解生成二氧化硅．

解答 解：石灰石煅燒得到CaO和CO₂，向濾液2中加入足量石灰石煅燒產物之一，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Al（OH）₃，濾液2中含有NaAlO₂，向NaAlO₂通入過量二氧化碳，生成Al（OH）₃和NaHCO₃，過濾得到的濾液3中溶質為NaHCO₃，
（1）原料A的名稱是稀鹽酸，步驟①中氧化鋁、氧化鐵和稀鹽酸反應生成鹽和水，離子方程式分別為Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，
故答案為：鹽酸；Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；
（2）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：NaOH；H⁺+OH^-=H₂O；Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓；Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（3）如果省去步驟①，即溶解鋁土礦是從加入原料B開始，后續操作不變，二氧化硅和NaOH反應生成可溶性的硅酸鈉，硅酸鈉和二氧化碳反應生成沉淀硅酸，硅酸受熱分解生成二氧化硅，所以得到的固體中還含有SiO₂，故答案為：SiO₂．

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．