Question

7．物質的分離和提純有多種方法．物質分離、提純方案的設計在科學研究和工業生產中占有十分重要的地位．工業上冶煉鋁的原料是鋁土礦（主要成分是Al₂O₃，雜質為Fe₂O₃、SiO₂等，已知SiO₂是不溶于水的酸性氧化物，Fe₂O₃是不溶于水的堿性氧化物）．某研究小組設計的提純Al₂O₃的方案如下：

（1）寫出沉淀A的化學式：Al（OH）₃．
（2）加入過量的NaOH溶液，過濾后的濾液中含有的溶質有NaOH、NaAlO₂、NaCl．
（3）寫出實驗室制備A的化學方程式：Al₂（SO₄）₃+6NH₃．H₂O=2Al（OH）₃↓+3（NH₄）₂SO₄，通入過量CO₂生成沉淀A時反應的離子方程式為AlO₂^-+CO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-．

Answer 1

分析 鋁土礦（主要成分是Al₂O₃，雜質為Fe₂O₃、SiO₂等，已知SiO₂是不溶于水的酸性氧化物，Fe₂O₃是不溶于水的堿性氧化物），由流程可知，加入鹽酸溶解過濾，固體二氧化硅不溶于鹽酸，氧化鋁、氧化鐵與鹽酸反應，則濾液1中含氯化鋁、氯化鐵溶液，然后濾液中加入過量氫氧化鈉溶液過濾得到沉淀為氫氧化鐵，濾液2中含偏鋁酸鈉溶液，再通入過量二氧化碳反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，即沉淀A為Al（OH）₃，最后Al（OH）₃加熱分解生成Al₂O₃，以此來解答．

解答 解：由流程可知，加入鹽酸溶解過濾，固體二氧化硅不溶于鹽酸，氧化鋁、氧化鐵與鹽酸反應，則濾液1中含氯化鋁、氯化鐵溶液，然后濾液中加入過量氫氧化鈉溶液過濾得到沉淀為氫氧化鐵，濾液2中含偏鋁酸鈉溶液，再通入過量二氧化碳反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，即沉淀A為Al（OH）₃，最后Al（OH）₃加熱分解生成Al₂O₃，
（1）由上述分析可知，沉淀A為Al（OH）₃，故答案為：Al（OH）₃；
（2）加入過量的NaOH溶液與氯化鋁反應生成偏氯酸鈉、氯化鈉，NaOH過量，則過濾后的濾液中含有的溶質有NaOH、NaAlO₂、NaCl，故答案為：NaOH、NaAlO₂、NaCl；
（3）實驗室制備A的化學方程式為Al₂（SO₄）₃+6NH₃．H₂O=2Al（OH）₃↓+3（NH₄）₂SO₄；加入過量CO₂生成沉淀A時反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉溶液，反應的離子方程式為AlO₂^-+CO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-，故答案為：Al₂（SO₄）₃+6NH₃．H₂O=2Al（OH）₃↓+3（NH₄）₂SO₄；AlO₂^-+CO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-．

點評 本題考查混合物分離提純的綜合應用，為高頻考點，把握流程中的反應及混合物分離方法為解答的關鍵，注意氫氧化鋁的兩性，題目難度不大．