Question

16．鋁是用途廣泛的金屬材料，目前工業上主要用鋁土礦（主要成分含氧化鋁、氧化鐵）來制取鋁，其常見的過程如下：

請回答下列問題：
（1）沉淀B的化學式為Fe₂O₃，溶液C中陰離子主要是AlO₂^-和OH^-．
（2）操作Ⅰ是過濾（填操作名稱）
（3）寫出①過程中發生反應的離子方程式Al₂O₃+2OH^-═2AlO^-₂+H₂O．
（4）Al（OH）₃沉淀必須進行洗滌才能通過操作Ⅳ獲得純凈Al₂O₃，操作Ⅳ是灼燒（填操作名稱），簡述洗滌沉淀的操作方法：在過濾器中加入水至淹沒沉淀，等水自然流盡后重復操作2-3次．
（5）電解Al₂O₃制取金屬Al的陰極電極反應式為Al³⁺+3e^-=Al．

Answer 1

分析 鋁土礦（主要成分含氧化鋁、氧化鐵）加入氫氧化鈉，氧化鐵不和堿反應，氧化鋁可與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水；過濾后得到的沉淀B為氧化鐵，濾液中含氫氧化鈉和偏鋁酸鈉；通入二氧化碳，二氧化碳和偏鋁酸鈉反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸鈉，二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉，過濾得到氫氧化鋁沉淀和碳酸鈉溶液；灼燒氫氧化鋁得到氧化鋁和水，電解氧化鋁得到鋁和氧氣；碳酸鈉溶液和氧化鈣反應生成碳酸鈣和氫氧化鈉，氫氧化鈉用來堿浸；灼燒碳酸鈣得到氧化鈣和二氧化碳，二氧化碳和氧化鈣循環使用．
（1）鋁土礦中含氧化鐵，氧化鐵不和堿反應；氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣，氫氧化鈣與碳酸鈉反應生成碳酸鈣沉淀（E）和氫氧化鈉；
（2）不溶物和溶液分開采取過濾的方法；
（3）鋁土礦中含有氧化鋁，可與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水；
（4）氫氧化鋁受熱分解得到氧化鋁；洗滌沉淀，可在過濾器中加入水至淹沒沉淀，等水過濾后，重復操作2-3次；
（5）電解池中，陰極上是陽離子Al³⁺發生得電子的還原反應．

解答 解：（1）鋁土礦中含氧化鐵，氧化鐵不和堿反應，氧化鋁可與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水；過濾后得到的沉淀B為氧化鐵，濾液中含氫氧化鈉和偏鋁酸鈉；
故答案為：Fe₂O₃；AlO₂^-和OH^-；
 （2）不溶物和溶液分開采取過濾的方法，氧化鐵不和堿反應，為不溶物，氧化鋁可與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水，故用過濾方法把沉淀和溶液分開，
故答案為：過濾；
（3）鋁土礦中含有氧化鋁，可與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水，反應的離子方程式為Al₂O₃+2OH^-═2AlO^-₂+H₂O，
故答案為：Al₂O₃+2OH^-═2AlO^-₂+H₂O；
（4）氫氧化鋁受熱分解得到氧化鋁，故操作Ⅳ是灼燒；洗滌沉淀，可在過濾器中加入水至淹沒沉淀，等水自然流盡后重復操作2-3次，
故答案為：灼燒；在過濾器中加入水至淹沒沉淀，等水自然流盡后重復操作2-3次；
（5）電解池中，陰極上是陽離子Al³⁺發生得電子的還原反應：Al³⁺+3e^-=Al，故答案為：Al³⁺+3e^-=Al．

點評 本題考查物質的分離和提純，側重于鋁的化合物的考查，難度中等，注意把握相關物質的性質以及化學方程式的書寫，學習中注意相關知識的積累．