Question

9．工業上用鋁土礦（含氧化鋁、氧化鐵）制取鋁的過程如下：

請回答下列問題：
（1）沉淀C的化學式為Fe₂O₃．
（2）操作I、操作II、操作III都是過濾（填操作名稱），實驗室要洗滌Al（OH）₃沉淀，如何檢驗該沉淀已洗干凈取最后一次洗滌液，加入BaCl₂溶液，若無白色沉淀，則洗凈．
（3）生產過程中，除NaOH、H₂O可以循環使用外，還可以循環使用的物質有CaO和CO₂（填化學式）．

Answer 1

分析 鋁土礦中氧化鋁和氧化鐵，向鋁土礦中加入NaOH溶液，發生反應Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O，氧化鐵不溶于NaOH溶液，然后過濾，得到溶液B為NaOH、NaAlO₂混合溶液，沉淀C為Fe₂O₃，向溶液B中通入CO₂，發生反應2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-、2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O，然后過濾得到沉淀Al（OH）₃和Na2CO3溶液，向溶液中加入CaO，發生反應Na₂CO₃+CaO+H₂O═2NaOH+CaCO₃↓，然后過濾，將NaOH循環利用；將Al（OH）₃加熱得到Al₂O₃，電解熔融Al₂O₃得到Al．
（1）沉淀C為氧化鐵；
（2）分離難溶性固體和溶液采用過濾方法；氫氧化鋁沉淀吸附硫酸根離子，用鹽酸酸化的氯化鋇溶液檢驗硫酸根離子；
（3）煅燒碳酸鈣得到CaO和CO₂，二者能循環利用．

解答 解：鋁土礦中氧化鋁和氧化鐵，向鋁土礦中加入NaOH溶液，發生反應Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O，氧化鐵不溶于NaOH溶液，然后過濾，得到溶液B為NaOH、NaAlO₂混合溶液，沉淀C為Fe₂O₃，向溶液B中通入CO₂，發生反應2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-、2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O，然后過濾得到沉淀Al（OH）₃和Na2CO3溶液，向溶液中加入CaO，發生反應Na₂CO₃+CaO+H₂O═2NaOH+CaCO₃↓，然后過濾，將NaOH循環利用．將Al（OH）₃加熱得到Al₂O₃，電解熔融Al₂O₃得到Al．
（1）氧化鋁能溶于NaOH溶液、氧化鐵不溶于NaOH溶液，所以沉淀C為Fe₂O₃，故答案為：Fe₂O₃；
（2）分離難溶性固體和溶液采用過濾方法，操作I、操作II、操作III都是用來分離固體和溶液，操作名稱是過濾；氫氧化鋁沉淀吸附硫酸根離子，用鹽酸酸化的氯化鋇溶液檢驗硫酸根離子，其檢驗方法為取最后一次洗滌液，加入BaCl₂溶液，若無白色沉淀，則洗凈，
故答案為：過濾；取最后一次洗滌液，加入BaCl₂溶液，若無白色沉淀，則洗凈；
（3）煅燒碳酸鈣得到CaO和CO₂，B生成沉淀需要二氧化碳、碳酸鈉轉化為碳酸鈣需要CaO，所以CaO和CO₂能循環利用，故答案為：CaO和CO₂．

點評 本題考查物質分離和提純，側重考查學生分析及知識運用能力，明確物質性質及基本操作方法、反應原理即可解答，知道常見元素化合物知識及常見離子檢驗方法，題目難度不大．