Question

3．某氧化鋁樣品中含有氧化鐵和二氧化硅雜質(zhì)，現(xiàn)欲制取純凈的氧化鋁，某同學(xué)設(shè)計(jì)如下的實(shí)驗(yàn)方案．回答下列問題：

（1）沉淀A的化學(xué)式是SiO₂，濾液B的成分是NaAlO₂、NaCl、NaOH；
（2）在步驟③中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式CO₂+2H₂O+AlO₂^-═HCO₃^-+Al（OH）₃↓；
（3）固體C的化學(xué)式Al₂O₃；
步驟④的化學(xué)方程式為2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3H₂O↑+Al₂O₃；
（4）寫出固體C與NaOH溶液反應(yīng)的方程式Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；
（5）要想將沉淀和濾液分離，①②③所需要的操作是過(guò)濾，寫出實(shí)驗(yàn)室制備Al（OH）₃的離子方程式Al³⁺+3NH₃•H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺．

Answer 1

分析 氧化鋁樣品中含有氧化鐵和二氧化硅，加入過(guò)量鹽酸氧化鋁、氧化鐵溶解生成氯化鋁、氯化鐵溶液，過(guò)濾得到沉淀A為二氧化硅，濾液A為氯化鐵和氯化鋁溶液，加入過(guò)量氫氧化鈉溶液生成氫氧化鐵沉淀和偏鋁酸鈉溶液，過(guò)濾得到沉淀B為Fe（OH）₃，濾液為NaAlO₂，通入過(guò)量二氧化碳?xì)怏w反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，過(guò)濾得到氫氧化鋁沉淀，加熱分解生成C為氧化鋁，以此解答該題．

解答 解：氧化鋁樣品中含有氧化鐵和二氧化硅，加入過(guò)量鹽酸氧化鋁、氧化鐵溶解生成氯化鋁、氯化鐵溶液，過(guò)濾得到沉淀A為二氧化硅，濾液A為氯化鐵和氯化鋁溶液，加入過(guò)量氫氧化鈉溶液生成氫氧化鐵沉淀和偏鋁酸鈉溶液，過(guò)濾得到沉淀B為Fe（OH）₃，濾液為NaAlO₂，通入過(guò)量二氧化碳?xì)怏w反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，過(guò)濾得到氫氧化鋁沉淀，加熱分解生成C為氧化鋁，
（1）由以上分析可知沉淀A為SiO₂，濾液B的成分為NaAlO₂、NaCl、NaOH，故答案為：SiO₂；NaAlO₂、NaCl、NaOH；
（2）步驟③為偏鋁酸鈉溶液與二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，其離子反應(yīng)為CO₂+2H₂O+AlO₂^-═HCO₃^-+Al（OH）₃↓，
故答案為：CO₂+2H₂O+AlO₂^-═HCO₃^-+Al（OH）₃↓；
（3）C為Al₂O₃，步驟④的化學(xué)方程式為2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3H₂O↑+Al₂O₃，故答案為：Al₂O₃；2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3H₂O↑+Al₂O₃；
（4）氧化鋁為兩性氧化物，可與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，反應(yīng)的方程式為Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O，故答案為：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；
（5）分離液體和不溶性固體，可用過(guò)濾的方法，實(shí)驗(yàn)室制備Al（OH）₃，利用可溶性鋁鹽和氨水反應(yīng)，離子反應(yīng)為Al³⁺+3NH₃•H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案為：過(guò)濾；Al³⁺+3NH₃•H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題考查鎂、鋁、硅的化合物的性質(zhì)，為高考常見題型和高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋�明確物質(zhì)的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是解答本題的關(guān)鍵，題目難度不大．