Question

11．從鋁土礦（主要成分是Al₂O₃，含SiO₂、Fe₂O₃、等雜質）中提取氧化鋁的兩種工藝流程如下：（提示：Na[Al（OH）₄]+CO₂（過量）═Al（OH）₃↓+NaHCO₃）

請回答下列問題：
（1）流程甲加入鹽酸后生成Al³⁺的離子方程式：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O，固體A為（填名稱）二氧化硅．
（2）驗證濾液B含F(xiàn)e³⁺，可取少量濾液并加入硫氰化鉀溶液．
（3）濾液B中加入過量燒堿發(fā)生的主要反應用離子方程式表示：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
（4）流程乙加入過量燒堿發(fā)生反應的化學方程式：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O，SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O．
（5）沉淀F的成分是（填化學式）Al（OH）₃．
（6）濾液E、K中溶質的主要成分是NaHCO₃（填化學式）

Answer 1

分析 由工藝流程甲可知，鋁土礦與鹽酸反應得固體A為濾液B，則固體A為SiO₂，濾液B含有氯化鋁、氯化鐵等，濾液中加入過量的NaOH，可推知沉淀C為氫氧化鐵，濾液D含有偏鋁酸鈉、氯化鈉、NaOH，所以向濾液D中通入過量二氧化碳，生成氫氧化鋁沉淀與碳酸氫鈉，沉淀F為Al（OH）₃，濾液E中含有NaCl、NaHCO₃；
根據工藝流程乙可知，鋁土礦中的Al₂O₃、SiO₂能和氫氧化鈉反應，可知固體X為Fe₂O₃等，濾液Y為硅酸鈉、偏鋁酸鈉，濾液中通入過量二氧化碳，沉淀Z為Al（OH）₃、硅酸，濾液K中含有NaHCO₃，以此來解答．
（1）鋁土礦中Al₂O₃、Fe₂O₃與鹽酸反應，SiO₂不溶于酸；
（2）驗證濾液B含F(xiàn)e³⁺，可取少量濾液并加入硫氰化鉀溶液；
（3）鐵離子沉淀的離子方程式為：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，鋁離子與過量氫氧根的反應為：Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（4）流程乙：鋁土礦中的Al₂O₃、SiO₂能和氫氧化鈉反應生成鹽和水；
（5）濾液D含有偏鋁酸鈉、氯化鈉、NaOH，所以向濾液D中通入過量二氧化碳，生成氫氧化鋁沉淀與碳酸氫鈉，沉淀F為Al（OH）₃，
（6）濾液E中含有NaCl、NaHCO₃，濾液K中含有NaHCO₃．

解答 解：由工藝流程甲可知，鋁土礦與鹽酸反應得固體A為濾液B，則固體A為SiO₂，濾液B含有氯化鋁、氯化鐵等，濾液中加入過量的NaOH，可推知沉淀C為氫氧化鐵，濾液D含有偏鋁酸鈉、氯化鈉、NaOH，所以向濾液D中通入過量二氧化碳，生成氫氧化鋁沉淀與碳酸氫鈉，沉淀F為Al（OH）₃，濾液E中含有NaCl、NaHCO₃；
根據工藝流程乙可知，鋁土礦中的Al₂O₃、SiO₂能和氫氧化鈉反應，可知固體X為Fe₂O₃等，濾液Y為硅酸鈉、偏鋁酸鈉，濾液中通入過量二氧化碳，沉淀Z為Al（OH）₃、硅酸，濾液K中含有NaHCO₃，
（1）鋁土礦中Al₂O₃、Fe₂O₃與鹽酸反應，SiO₂不溶于酸，加入鹽酸后生成Al³⁺的離子方程式為：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O，
故答案為：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；二氧化硅；
（2）驗證濾液B含F(xiàn)e³⁺，可取少量濾液并加入硫氰化鉀溶液，出現(xiàn)血紅色則證明含三價鐵離子，
故答案為：硫氰化鉀溶液；
（3）濾液B含有氯化鋁、氯化鐵等，濾液中加入過量的NaOH，鐵離子沉淀的離子方程式為：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，鋁離子與氫氧根的反應為：Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓；Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（4）流程乙：鋁土礦中的Al₂O₃、SiO₂能和氫氧化鈉反應生成鹽和水，反應方程式為：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O，SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O，
故答案為：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O；
（5）濾液D含有偏鋁酸鈉、氯化鈉、NaOH，所以向濾液D中通入過量二氧化碳，生成氫氧化鋁沉淀與碳酸氫鈉，沉淀F為Al（OH）₃，
故答案為：Al（OH）₃；
（6）濾液D含有偏鋁酸鈉、氯化鈉、NaOH，所以向濾液D中通入過量二氧化碳，生成氫氧化鋁沉淀與碳酸氫鈉，沉淀F為Al（OH）₃，濾液E中含有NaCl、NaHCO₃；濾液Y為硅酸鈉、偏鋁酸鈉，濾液中通入過量二氧化碳，沉淀Z為Al（OH）₃、硅酸，濾液K中含有NaHCO₃，
故答案為：NaHCO₃．

點評 本題以氧化鋁提取工藝流程為載體考查混合物分離實驗方案的設計，為高頻考點，涉及無機物推斷、元素化合物性質及相互轉化、除雜的方法、離子方程式等，側重分析與實驗能力的考查，題目難度中等．