Question

工業上以鋁土礦（主要成分是A1₂O₃，含雜質Fe₂O₃和SiO₂）為原料生產鋁，其生產流程如下：

（1）工業上由Al₂O₃ 冶煉金屬Al所采用的方法是

a

（填字母）．
a．電解法    b．加熱分解    c．加入還原劑
（2）若在實驗室中完成上述流程，操作①～④中屬于過濾的是

①、②、③

（填序號）．
（3）加入試劑甲后發生反應的離子方程式是

Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O

．
（4）在溶液B中加入過量燒堿溶液的目的是

將鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀，除去鐵離子，并將鋁離子轉化為偏鋁酸根

．

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反應，該工藝流程原理為：鋁土礦加入鹽酸，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，試劑乙為二氧化碳，將偏鋁酸根轉化為氫氧化鋁沉淀，加熱分解得氧化鋁，
（1）工業上利用電解熔融的Al₂O₃ 冶煉金屬Al，注意需要加入冰晶石，降低Al₂O₃ 的熔點；
（2）由工業流程可知，操作①、②、③是分離固體與液體，應是過濾，操作④是對沉淀氫氧化鋁加熱灼燒生成氧化鋁；
（3）由工藝流程可知操作②加入過量的氫氧化鈉溶液，所以濾液C含有AlO₂^-，操作①應加入鹽酸，試劑甲應為鹽酸，溶解Fe₂O₃、Al₂O₃，二氧化硅不溶解，通過過濾操作除去；
（4）由工業流程可知，溶液B中含有鋁離子、鐵離子，加入過量的氫氧化鈉溶液，使鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀，除去鐵離子，將鋁離子轉化為偏鋁酸根．

解答：解：（1）工業上利用電解熔融的Al₂O₃ 冶煉金屬Al，注意需要加入冰晶石，降低Al₂O₃ 的熔點，
故答案為：a；
（2）由工業流程可知，操作①、②、③是分離固體與液體，應是過濾，操作④是對沉淀氫氧化鋁加熱灼燒生成氧化鋁，
故答案為：①、②、③；
（3）由工藝流程可知，操作②加入過量的氫氧化鈉溶液，所以濾液C含有AlO₂^-，操作①應加入鹽酸，試劑甲應為鹽酸，溶解Fe₂O₃、Al₂O₃，二氧化硅不溶解，通過過濾操作除去，氧化鋁與酸反應離子方程式為Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O，氧化鐵與鹽酸反應離子方程式為Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，
故答案為：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；
（4）由工業流程可知，溶液B中含有鋁離子、鐵離子，加入過量的氫氧化鈉溶液，使鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀，除去鐵離子，將鋁離子轉化為偏鋁酸根，
故答案為：將鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀，除去鐵離子，將鋁離子轉化為偏鋁酸根．

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．