Question

19．某礦樣的主要成分為Al₂O₃和SiO₂．現(xiàn)以該礦樣為原料制備氧化鋁和高純硅的流程如圖：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）試劑a的最佳選擇為a（填代號(hào)）．
a．稀鹽酸   b．氨水  c．純堿溶液  d．醋酸
（2）由沉淀Ⅱ獲得Al₂O₃，用到的實(shí)驗(yàn)儀器除了酒精燈、泥三角、玻璃棒和鐵三腳外，還需要的兩種儀器是坩堝、坩堝鉗（填寫(xiě)儀器名稱(chēng)）．
（3）濾液A中通入NH₃后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Al³⁺+3NH₃+3H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺或Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺．
（4）NH₄Cl是一種常用化肥的主要成分．現(xiàn)有一包肥料可能是NH₄Cl或（NH₄）₂SO₄中的一種，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行鑒別（簡(jiǎn)述操作過(guò)程）取適量樣品于試管中配成溶液，先滴加過(guò)量稀鹽酸，再滴加少量BaCl₂溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則證明是（NH₄）₂SO₄，若不產(chǎn)生白色沉淀，則證明是NH₄Cl．
（5）如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，在實(shí)驗(yàn)室中制取氨氣可選用裝置AB，氨氣的干燥應(yīng)選用裝置CE（選填代號(hào)）．

Answer 1

分析 礦樣的主要成分為Al₂O₃和SiO₂，由工藝流程可知，濾液A中加氨水得沉淀，應(yīng)為鋁離子與氨水反應(yīng)生成氫氧化鋁，所以礦樣中加入的試劑a為稀鹽酸，礦樣與鹽酸反應(yīng)得固體Ⅰ為濾液A，則沉淀Ⅰ為SiO₂，濾液A含有氯化鋁，濾液中通入氨氣得沉淀Ⅱ?yàn)闅溲趸�鋁，過(guò)濾得濾液為氯化銨溶液，氫氧化鋁加熱分解得氧化鋁，氯氧銨溶液經(jīng)濃縮結(jié)晶得氯化銨晶體，沉淀Ⅰ中二氧化硅與碳在高溫下反應(yīng)，得粗硅，粗硅與氯化氫加熱生成氫氣和三氯硅烷，三氯硅烷再被氫氣還原可得高純硅和氯化氫，以此來(lái)解答．

解答 解：礦樣的主要成分為Al₂O₃和SiO₂，由工藝流程可知，濾液A中加氨水得沉淀，應(yīng)為鋁離子與氨水反應(yīng)生成氫氧化鋁，所以礦樣中加入的試劑a為稀鹽酸，礦樣與鹽酸反應(yīng)得固體Ⅰ為濾液A，則沉淀Ⅰ為SiO₂，濾液A含有氯化鋁，濾液中通入氨氣得沉淀Ⅱ?yàn)闅溲趸�鋁，過(guò)濾得濾液為氯化銨溶液，氫氧化鋁加熱分解得氧化鋁，氯氧銨溶液經(jīng)濃縮結(jié)晶得氯化銨晶體，沉淀Ⅰ中二氧化硅與碳在高溫下反應(yīng)，得粗硅，粗硅與氯化氫加熱生成氫氣和三氯硅烷，三氯硅烷再被氫氣還原可得高純硅和氯化氫，
（1）根據(jù)上面的分析可知，試劑a的最佳選擇為稀鹽酸，故選a；
（2）灼燒氫氧化鋁獲得Al₂O₃，用到的實(shí)驗(yàn)儀器除了酒精燈、泥三角、玻璃棒和鐵三腳外，還需要的兩種儀器是坩堝　坩堝鉗，
故答案為：坩堝、坩堝鉗；
（3）氯化鋁溶液中通入NH₃后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Al³⁺+3NH₃+3H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺或Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案為：Al³⁺+3NH₃+3H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺或Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（4）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行鑒別NH₄Cl和（NH₄）₂SO₄的方法是取適量樣品于試管中配成溶液，先滴加過(guò)量稀鹽酸，再滴加少量BaCl₂溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則證明是（NH₄）₂SO₄，若不產(chǎn)生白色沉淀，則證明是NH₄Cl，
故答案為：取適量樣品于試管中配成溶液，先滴加過(guò)量稀鹽酸，再滴加少量BaCl₂溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則證明是（NH₄）₂SO₄，若不產(chǎn)生白色沉淀，則證明是NH₄Cl；
（5）在實(shí)驗(yàn)室中制取氨氣用氫氧化鈣與氯化銨固體加熱的方法或用濃氨水與堿石灰的方法，所以可選用裝置AB，氨氣是堿性氣體，所以干燥應(yīng)選用裝置CE，
故答案為：AB；CE．

點(diǎn)評(píng) 本題以制備氧化鋁和高純硅工藝流程為載體考查混合物分離實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，涉及無(wú)機(jī)物推斷、元素化合物性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化、除雜的方法、離子方程式等，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋�題目難度中等．