Question

2．鋁土礦的主要成分是Al₂O₃，含有雜質SiO₂、Fe₂O₃、MgO．工業上從鋁土礦中提取Al可采用如圖1所示工藝流程：

請回答下列問題：
（1）鋁土礦加入鹽酸后生成Al³⁺的離子方程式為Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O．
（2）沉淀B與燒堿反應的離子方程式為SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O．
（3）溶液D中通入過量CO₂的離子方程式為AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
（4）“通入過量CO₂”能否改用過量鹽酸不能，原因是Al（OH）₃沉淀會溶于過量的鹽酸中．
（5）溶液E中溶質的主要成份是NaHCO₃（填化學式），寫出該物質的一種用途制純堿或做發酵粉等．
（6）向共含有0.05mol Al³⁺、Fe³⁺的溶液中滴入1mol/L NaOH 溶液，生成沉淀的量與加入NaOH 溶液的體積關系如圖2所示．則溶液中Al³⁺ 物質的量為0.035mol．

Answer 1

分析 Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、MgO中，Al₂O₃、SiO₂與NaOH溶液反應，MgO、Fe₂O₃不與NaOH溶液反應；除SiO₂不與鹽酸反應外，Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO均與鹽酸反應；加入過量鹽酸，溶液A為AlCl₃、MgCl₂、FeCl₃，沉淀B為SiO₂，加入過量燒堿，沉淀C為Fe（OH）₃和Mg（OH）₂，溶液D為NaAlO₂，通入過量二氧化碳，溶液E為NaHCO₃，沉淀F為Al（OH）₃，加熱分解得到M為Al₂O₃，經電解可得到Al，結合題目要求可解答該題．

解答 解：Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、MgO中，Al₂O₃、SiO₂與NaOH溶液反應，MgO、Fe₂O₃不與NaOH溶液反應；除SiO₂不與鹽酸反應外，Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO均與鹽酸反應；加入過量鹽酸，溶液A為AlCl₃、MgCl₂、FeCl₃，沉淀B為SiO₂，加入過量燒堿，沉淀C為Fe（OH）₃和Mg（OH）₂，溶液D為NaAlO₂，通入過量二氧化碳，溶液E為NaHCO₃，沉淀F為Al（OH）₃，加熱分解得到M為Al₂O₃，經電解可得到Al，
（1）流程甲加入鹽酸后生成Al³⁺的離子方程式為Al₂O₃+6H⁺═2Al³⁺+3H₂O，故答案為：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；
（2）B為二氧化硅，與氫氧化鈉反應生成硅酸鈉，反應的離子方程式為SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O，故答案為：SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；
（3）D含有NaAlO₂，通入過量二氧化碳反應生成氫氧化鋁沉淀，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^-；
（4）因氫氧化鋁溶于鹽酸，不能用鹽酸代替二氧化碳，故答案為：不能；Al（OH）₃ 沉淀會溶于過量的鹽酸中；
（5）E為NaHCO₃，可 制純堿或做發酵粉等，故答案為：NaHCO₃； 制純堿或做發酵粉等；
（6）由圖象可知氫氧化鋁完全沉淀時消耗185mL氫氧化鈉，即消耗0.185molNaOH，設含有xmolAl³⁺，ymolFe³⁺，
涉及離子方程式為Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.05}\\{4x+3y=0.185}\end{array}\right.$
x=0.035，
故答案為：0.035．

點評 本題以推斷題的形式，考查金屬及其化合物的相關性質．對此類題型的考查通常用結合鋁及其化合物．解題的關鍵在于熟練掌握“鋁三角”的相關反應，題目難度不大．