Question

3．從鋁土礦（主要成分是Al₂O₃，含SiO₂、Fe₂O₃、MgO等雜質(zhì)）中提取氧化鋁的兩種工藝流程如下：

請回答下列問題：
（1）流程甲中D溶液中通入過量的CO₂的離子方程式為AlO₂^-+2H₂O+CO₂═Al（OH）₃↓+HCO₃ˉ．
（2）流程乙加入燒堿后生成SiO₃^2-的離子方程式為SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O．
（3）驗證濾液B含F(xiàn)e³⁺，可取少量濾液并加入硫氰化鉀（填試劑名稱）．
（4）鋅和鋁都是活潑金屬，其氫氧化物既能溶于強酸，又能溶于強堿．但是氫氧化鋁不溶于氨水，而氫氧化鋅能溶于氨水，生成[Zn（NH₃）₄]²⁺．回答下列問題：
①寫出鋅和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：Zn+2NaOH═Na₂ZnO₂+H₂↑．
②下列各組中的兩種溶液，用相互滴加的實驗方法即可鑒別的是ACD．
A．硫酸鋁和氫氧化鈉　B．硫酸鋁和氨水　C．硫酸鋅和氫氧化鈉　D．硫酸鋅和氨水
③試解釋在實驗室不適宜用可溶性鋅鹽與氨水反應(yīng)制備氫氧化鋅的原因：可溶性鋅鹽與氨水反應(yīng)產(chǎn)生的Zn（OH）₂可溶于過量氨水中，生成[Zn（NH₃）₄]²⁺，氨水的用量不易控制．

Answer 1

分析 鋁土礦（主要成分是Al₂O₃，含SiO₂、Fe₂O₃、MgO等雜質(zhì)）中加入稀鹽酸，Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO分別和稀鹽酸反應(yīng)生成AlCl₃、FeCl₃、MgCl₂，SiO₂不溶于稀鹽酸，然后過濾得到的A為SiO₂，向濾液B中加入過量燒堿，AlCl₃、FeCl₃、MgCl₂分別和NaOH反應(yīng)生成可溶性的NaAlO₂和沉淀Fe（OH）₃、Mg（OH）₂，然后再過濾，向濾液中通入過量二氧化碳，生成Al（OH）₃沉淀同時生成可溶性NaHCO₃，再過濾，濾液E中溶質(zhì)成分是NaHCO₃，沉淀F是Al（OH）₃，將沉淀F灼燒得到氧化鋁；
鋁土礦中加入過量NaOH溶液，Al₂O₃、SiO₂溶于氫氧化鈉分別得到可溶性的NaAlO₂、Na₂SiO₃，F(xiàn)e₂O₃、MgO不溶于NaOH溶液，然后過濾得到固體X為Fe₂O₃、MgO，濾液Y中含有NaOH、NaAlO₂、Na₂SiO₃，向濾液中通入過量二氧化碳，得到沉淀Z為Al（OH）₃、H₂SiO₃，濾液中K為NaHCO₃，灼燒氫氧化鋁和硅酸分別得到氧化鋁和二氧化硅；
（1）流程甲中D溶液中通入過量的CO₂生成碳酸氫鈉和氫氧化鋁；
（2）二氧化硅和NaOH反應(yīng)生成硅酸鈉和水；
（3）鐵離子和KSCN溶液反應(yīng)生成絡(luò)合物而使溶液呈血紅色；
（4）①鋅和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋅酸鈉和氫氣；
②兩種溶液，用相互滴加的實驗方法即可鑒別說明其反應(yīng)現(xiàn)象不同；
③氫氧化鋅能溶于過量氨水中．

解答 解：鋁土礦（主要成分是Al₂O₃，含SiO₂、Fe₂O₃、MgO等雜質(zhì)）中加入稀鹽酸，Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO分別和稀鹽酸反應(yīng)生成AlCl₃、FeCl₃、MgCl₂，SiO₂不溶于稀鹽酸，然后過濾得到的A為SiO₂，向濾液B中加入過量燒堿，AlCl₃、FeCl₃、MgCl₂分別和NaOH反應(yīng)生成可溶性的NaAlO₂和沉淀Fe（OH）₃、Mg（OH）₂，然后再過濾，向濾液中通入過量二氧化碳，生成Al（OH）₃沉淀同時生成可溶性NaHCO₃，再過濾，濾液E中溶質(zhì)成分是NaHCO₃，沉淀F是Al（OH）₃，將沉淀F灼燒得到氧化鋁；
鋁土礦中加入過量NaOH溶液，Al₂O₃、SiO₂溶于氫氧化鈉分別得到可溶性的NaAlO₂、Na₂SiO₃，F(xiàn)e₂O₃、MgO不溶于NaOH溶液，然后過濾得到固體X為Fe₂O₃、MgO，濾液Y中含有NaOH、NaAlO₂、Na₂SiO₃，向濾液中通入過量二氧化碳，得到沉淀Z為Al（OH）₃、H₂SiO₃，濾液中K為NaHCO₃，灼燒氫氧化鋁和硅酸分別得到氧化鋁和二氧化硅；
（1）流程甲中D溶液中通入過量的CO₂生成碳酸氫鈉和氫氧化鋁，離子方程式為AlO₂^-+2H₂O+CO₂═Al（OH）₃↓+HCO₃ˉ，故答案為：AlO₂^-+2H₂O+CO₂═Al（OH）₃↓+HCO₃ˉ；
（2）二氧化硅和NaOH反應(yīng)生成硅酸鈉和水，離子反應(yīng)方程式為SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O，故答案為：SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O；
（3）鐵離子和KSCN溶液反應(yīng)生成絡(luò)合物而使溶液呈血紅色，所以可以用KSCN溶液檢驗鐵離子，故答案為：硫氰化鉀；
（4）①鋅和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋅酸鈉和氫氣，反應(yīng)方程式為Zn+2NaOH═Na₂ZnO₂+H₂↑，故答案為：Zn+2NaOH═Na₂ZnO₂+H₂↑；
②兩種溶液，用相互滴加的實驗方法即可鑒別說明其反應(yīng)現(xiàn)象不同，
A．向硫酸鋁中加入NaOH溶液，先生成沉淀后沉淀溶解，向氫氧化鈉溶液中加入硫酸鋁溶液，先沒有沉淀生成后產(chǎn)生沉淀，所以現(xiàn)象不同，可以鑒別，故A正確；
B．硫酸鋁、氨水相互滴加都生成白色沉淀，所以無法鑒別，故B錯誤；
C．向硫酸鋅溶液中加入NaOH溶液先生成白色沉淀后沉淀溶解，向氫氧化鈉中加入硫酸鋅溶液，先沒有沉淀生成后產(chǎn)生沉淀，所以現(xiàn)象不同，可以鑒別，故C正確；
D．向硫酸鋅溶液中加入氨水溶液先生成白色沉淀后沉淀溶解，向氨水中加入硫酸鋅溶液，先沒有沉淀生成后產(chǎn)生沉淀，所以現(xiàn)象不同，可以鑒別，故D正確；
故選ACD；
③可溶性鋅鹽與氨水反應(yīng)產(chǎn)生的Zn（OH）₂可溶于過量氨水中，生成[Zn（NH₃）₄]²⁺，氨水的用量不易控制，所以不能用硫酸鋅和氨水制取氫氧化鋅，故答案為：可溶性鋅鹽與氨水反應(yīng)產(chǎn)生的Zn（OH）₂可溶于過量氨水中，生成[Zn（NH₃）₄]²⁺，氨水的用量不易控制．

點評 本題考查物質(zhì)的分離和提純，為高頻考點，側(cè)重考查學(xué)生分析推斷、知識遷移能力，明確元素化合物性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，知道流程圖中發(fā)生的反應(yīng)及操作方法，注意氫氧化鋅能溶于氨水，題目難度不大．