Question

4．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(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）Fe的原子序數(shù)為26，F(xiàn)e位于元素周期表中第四周期，第VIII族．
（2）流程甲加入鹽酸后生成Al³⁺的離子方程式為Al₂O₃+6H⁺═2Al³⁺+3H₂O．
（3）流程乙加入燒堿后生成SiO₃^2-的離子方程式為SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O．
（4）寫(xiě)出檢驗(yàn)濾液B中是否含鐵離子的方法取濾液B少許于試管中，向試管中滴加2滴KSCN溶液，若溶液變?yōu)榧t色說(shuō)明濾液中含有Fe³⁺，若無(wú)明顯變化則無(wú)Fe³⁺．
（5）濾液E、K中溶質(zhì)的主要成份是NaHCO₃（填化學(xué)式），寫(xiě)出該溶液的一種用途制純堿或做發(fā)酵粉等．
（6）已知298K時(shí)，Mg（OH）₂的溶度積常數(shù)Ksp=5.6×10^-12，取適量的濾液B，加入一定量的燒堿達(dá)到沉淀溶液平衡，測(cè)得pH=13.00，則此溫度下殘留在溶液中的c（Mg²⁺）=5.6×10^-10mol/L．

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(guò)濾得到的A為SiO₂，向?yàn)V液B中加入過(guò)量燒堿，AlCl₃、FeCl₃、MgCl₂分別和NaOH反應(yīng)生成可溶性的D為NaAlO₂和沉淀C為Fe（OH）₃、Mg（OH）₂，然后再過(guò)濾，向?yàn)V液中通入過(guò)量二氧化碳，生成Al（OH）₃沉淀同時(shí)生成可溶性NaHCO₃，再過(guò)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(guò)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(guò)濾得到固體X為Fe₂O₃、MgO，濾液Y中含有NaOH、NaAlO₂、Na₂SiO₃，向?yàn)V液中通入過(guò)量二氧化碳，得到沉淀G為Al（OH）₃、H₂SiO₃，濾液中K為NaHCO₃，灼燒氫氧化鋁得到氧化鋁，所以Z為Al（OH）₃，據(jù)此答題．

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(guò)濾得到的A為SiO₂，向?yàn)V液B中加入過(guò)量燒堿，AlCl₃、FeCl₃、MgCl₂分別和NaOH反應(yīng)生成可溶性的D為NaAlO₂和沉淀C為Fe（OH）₃、Mg（OH）₂，然后再過(guò)濾，向?yàn)V液中通入過(guò)量二氧化碳，生成Al（OH）₃沉淀同時(shí)生成可溶性NaHCO₃，再過(guò)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(guò)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(guò)濾得到固體X為Fe₂O₃、MgO，濾液Y中含有NaOH、NaAlO₂、Na₂SiO₃，向?yàn)V液中通入過(guò)量二氧化碳，得到沉淀G為Al（OH）₃、H₂SiO₃，濾液中K為NaHCO₃，灼燒氫氧化鋁得到氧化鋁，所以Z為Al（OH）₃，
（1）Fe的原子序數(shù)為26，F(xiàn)e位于元素周期表中第四周期，第VIII 族，
故答案為：四；VIII；
（2）Al₂O₃與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和水，氧化物不能拆，離子方程式為：Al₂O₃+6H⁺═2Al³⁺+3H₂O，
故答案為：Al₂O₃+6H⁺═2Al³⁺+3H₂O；
（3）二氧化硅與氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉和水，二氧化硅不能拆，故離子反應(yīng)方程式為：SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O，
故答案為：SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O；
（4）鐵離子和KSCN溶液反應(yīng)生成絡(luò)合物硫氰化鐵，溶液呈血紅色，其檢驗(yàn)方法為取濾液B少許于試管中，向試管中滴加2滴KSCN溶液，若溶液變?yōu)榧t色說(shuō)明濾液中含有Fe³⁺，若無(wú)明顯變化則無(wú)Fe³⁺，
故答案為：取濾液B少許于試管中，向試管中滴加2滴KSCN溶液，若溶液變?yōu)榧t色說(shuō)明濾液中含有Fe³⁺，若無(wú)明顯變化則無(wú)Fe³⁺；
（4）通過(guò)以上分析知，E、K中相同溶質(zhì)為NaHCO₃，碳酸氫鈉溶液的一種用途為 制純堿或做發(fā)酵粉等，
故答案為：NaHCO₃； 制純堿或做發(fā)酵粉等；
（5）已知濾液B中加入一定量的NaOH達(dá)到沉淀溶液平衡時(shí)pH=13.00，則c（H⁺）=1×10^-13mol/L，c（OH^-）=$\frac{1×1{0}^{-14}}{1×1{0}^{-13}}$=0.1mol/L，
Mg（OH）₂的容度積常數(shù)K_SP=c（Mg²⁺）•c²（OH^-）=5.6×10^-12，c（Mg²⁺）=$\frac{5.6×1{0}^{-12}}{0．{1}^{2}}$=5.6×10^-10mol/L．
故答案為：5.6×10^-10mol/L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的分離和提純，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析推斷、知識(shí)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．