Question

鋁土礦的主要成分是Al₂O₃，含有Fe₂O₃、SiO₂等雜質，按下列操作從鋁土礦中提取Al₂O₃．回答下列問題：

（1）沉淀物的化學式分別是：a

SiO₂

；d

Fe（OH）₃

；f

Al（OH）₃

；
（2）寫出加入過量NaOH溶液時所發生主要反應的離子方程式

Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O

、

Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃

．
（3）寫出通入氣體B（過量）時溶液C中發生反應的離子方程式

CO₂+AlO₂^-+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-

、

CO₂+OH^-═HCO₃^-

．
（4）氣體B能否改用試劑A代替？為什么？

不能

，

生成氫氧化鋁能夠溶于鹽酸

．

Answer 1

分析：SiO₂和鹽酸不反應，Fe₂O₃和氫氧化鈉不反應而氧化鋁能，該工藝流程原理為：鋁土礦加入試劑A鹽酸，得到濾液b中含有鋁離子、鐵離子，沉淀a為二氧化硅，b溶液加入過量為氫氧化鈉溶液，除去鐵離子，將鋁離子轉化為偏鋁酸根，進入濾液c中，氣體B為二氧化碳，將偏鋁酸根轉化為氫氧化鋁沉淀，加熱分解得氧化鋁，
（1）根據以上推斷寫出沉淀的化學式；
（2）寫出氫氧化鈉與鐵離子、鋁離子反應的離子方程式；
（3）濾液c中含有偏鋁酸根離子和過量的氫氧化鈉，二氧化碳與偏鋁酸根離子生成氫氧化鋁沉淀、與氫氧根離子反應生成碳酸氫根離子；
（4）試劑A為鹽酸，氣體B為二氧化碳，不能夠用鹽酸代替二氧化碳，根據氫氧化鋁能夠溶解于鹽酸分析．

解答：解：SiO₂和鹽酸不反應，Fe₂O₃和氫氧化鈉不反應而氧化鋁能，該工藝流程原理為：鋁土礦加入試劑A鹽酸，得到濾液b中含有鋁離子、鐵離子，沉淀a為二氧化硅，b溶液加入過量為氫氧化鈉溶液，除去鐵離子，將鋁離子轉化為偏鋁酸根，進入濾液c中，氣體B為二氧化碳，將偏鋁酸根轉化為氫氧化鋁沉淀，加熱分解得氧化鋁，
（1）根據分析可知，沉淀a為SiO₂，沉淀b為Fe（OH）₃，沉淀f為Al（OH）₃↓，
故答案為：SiO₂；Fe（OH）₃；Al（OH）₃↓；
（2）濾液b中含有鐵離子和鋁離子，加入氫氧化鈉溶液反應的離子方程式為：Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O，Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃，
故答案為：Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O；Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃；
（3）根據流程，濾液c中含有過量的氫氧化鈉和偏鋁酸根離子，溶液NaAlO₂與過量CO₂生成Al（OH）₃沉淀，反應的離子方程式為CO₂+AlO₂^-+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-，過量二氧化碳與氫氧根離子反應生成碳酸氫根離子，反應的離子方程式為：CO₂+OH^-═HCO₃^-，
故答案為：CO₂+AlO₂^-+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-；CO₂+OH^-═HCO₃^-；
（4）氣體B為二氧化碳，試劑A為鹽酸，氫氧化鋁能夠與過量的鹽酸反應而溶解，無法控制加入鹽酸的量，
故答案為：不能；生成氫氧化鋁能夠溶于鹽酸．

點評：本題以框圖題形式考查鋁、硅、鐵的化合物的性質、常用化學用語的書寫、物質的分離提純等，難度中等，清楚工藝流程原理是解題的關鍵，是對知識遷移的綜合運用．