Question

1．工業(yè)上鋁土礦（主要成分是Al₂O₃，還有少量的Fe₂O₃、SiO₂）提取冶煉鋁的原料氧化鋁．工藝流程如圖：

（1）步驟①反應(yīng)的離子方程式是Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；
（2）濾液1中要加入稍過(guò)量原料B，原料B的化學(xué)式是NaOH；步驟①②③均需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是過(guò)濾（填操作名稱）．
（3）步驟③中生成沉淀的化學(xué)方程式是NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃；
（4）如果省去步驟①，即溶解鋁土礦是從加入原料B開(kāi)始，則會(huì)對(duì)氧化鋁的提取有什么影響？用NaOH溶液溶解鋁土礦，則有部分SiO₂溶解在NaOH溶液中生成硅酸鈉，最后使加熱制得的Al₂O₃混有SiO₂雜質(zhì)．

Answer 1

分析 鋁土礦的主要成分是Al₂O₃，還有少量的Fe₂O₃、SiO₂，由流程可知，原料A為鹽酸，SiO₂和鹽酸不反應(yīng)，Al₂O₃、Fe₂O₃均與鹽酸反應(yīng)，步驟①分離不溶固體與液體，為過(guò)濾操作，得到殘?jiān)鼮镾iO₂，濾液1含有AlCl₃、FeCl₃及剩余的HCl，加入試劑B得到沉淀與濾液2，步驟②為過(guò)濾，步驟③通入的為二氧化碳，生成的沉淀為氫氧化鋁，所以濾液②含有AlO₂^-，步驟②應(yīng)加入原料B為NaOH，將Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀，將Al³⁺轉(zhuǎn)化為AlO₂^-，氫氧化鋁加入分解得到氧化鋁，以此來(lái)解答．

解答 解：鋁土礦的主要成分是Al₂O₃，還有少量的Fe₂O₃、SiO₂，由流程可知，原料A為鹽酸，SiO₂和鹽酸不反應(yīng)，Al₂O₃、Fe₂O₃均與鹽酸反應(yīng)，步驟①分離不溶固體與液體，為過(guò)濾操作，得到殘?jiān)鼮镾iO₂，濾液1含有AlCl₃、FeCl₃及剩余的HCl，加入試劑B得到沉淀與濾液2，步驟②為過(guò)濾，步驟③通入的為二氧化碳，生成的沉淀為氫氧化鋁，所以濾液②含有AlO₂^-，步驟②應(yīng)加入原料B為NaOH，將Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀，將Al³⁺轉(zhuǎn)化為AlO₂^-，氫氧化鋁加入分解得到氧化鋁，
（1）步驟①反應(yīng)的離子方程式是Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，
故答案為：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；
（2）由上述分析可知，B為NaOH，步驟①②③均需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是過(guò)濾，故答案為：NaOH；過(guò)濾；
（3）步驟③中生成沉淀的化學(xué)方程式是NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃，故答案為：NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃；
（4）省去步驟①，即溶解鋁土礦是從加入原料B開(kāi)始，即用NaOH溶液溶解鋁土礦，則有部分SiO₂溶解在NaOH溶液中生成硅酸鈉，最后使加熱制得的Al₂O₃混有SiO₂雜質(zhì)，故答案為：用NaOH溶液溶解鋁土礦，則有部分SiO₂溶解在NaOH溶液中生成硅酸鈉，最后使加熱制得的Al₂O₃混有SiO₂雜質(zhì)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物分離提純，為高頻考點(diǎn)，把握分離流程中發(fā)生的反應(yīng)、混合物分離方法為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋�注意元素化合物知識(shí)及實(shí)驗(yàn)技能的綜合應(yīng)用，題目難度不大．