Question

2．工業(yè)上用鋁土礦（含氧化鋁、氧化鐵）制取金屬鋁的生產(chǎn)過程如下框圖：

請回答下列問題：
（1）寫出鋁土礦與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式Al₂O₃+2OH^-→2AlO₂^-+H₂O．
（2）沉淀C的化學(xué)式為Fe₂O₃，該物質(zhì)除了用于金屬冶煉以外，還可用作顏料．
（3）在實驗室中欲從溶液E中得到較純凈的固體NaOH，需要進行的操作順序是：加熱濃縮或蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌．
（4）生產(chǎn)過程中，可以循環(huán)使用的物質(zhì)有四種，除NaOH、H₂O以外，另外兩種物質(zhì)是CaO、CO₂（填化學(xué)式）．

Answer 1

分析 鋁土礦中含有氧化鋁和氧化鐵，向鋁土礦中加入NaOH溶液，發(fā)生反應(yīng)Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O，氧化鐵不溶于NaOH溶液，然后過濾，得到溶液B為NaOH、NaAlO₂混合溶液，沉淀C為Fe₂O₃，向溶液B中通入CO₂，發(fā)生反應(yīng)2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-、2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O，然后過濾得到沉淀Al（OH）₃和NaHCO₃溶液，向溶液中加入CaO，發(fā)生反應(yīng)NaHCO₃+CaO═NaOH+CaCO₃↓，然后過濾，將NaOH循環(huán)利用；將Al（OH）₃加熱得到Al₂O₃，電解熔融Al₂O₃得到Al．以此解答該題．

解答 解：鋁土礦中含有氧化鋁和氧化鐵，向鋁土礦中加入NaOH溶液，發(fā)生反應(yīng)Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O，氧化鐵不溶于NaOH溶液，然后過濾，得到溶液B為NaOH、NaAlO₂混合溶液，沉淀C為Fe₂O₃，向溶液B中通入CO₂，發(fā)生反應(yīng)2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-、2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O，然后過濾得到沉淀Al（OH）₃和NaHCO₃溶液，向溶液中加入CaO，發(fā)生反應(yīng)NaHCO₃+CaO═NaOH+CaCO₃↓，然后過濾，將NaOH循環(huán)利用；將Al（OH）₃加熱得到Al₂O₃，電解熔融Al₂O₃得到Al．
（1）只有氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)，方程式為Al₂O₃+2 OH^-→2AlO₂^-+H₂O，故答案為：Al₂O₃+2 OH^-→2AlO₂^-+H₂O；
（2）由以上分析可知沉淀C為Fe₂O₃，可用于做顏料，故答案為：Fe₂O₃；顏料；
（3）從溶液中得到氫氧化鈉晶體，可加熱濃縮或蒸發(fā)濃縮，然后趁熱過濾，冷卻結(jié)晶并過濾洗滌，故答案為：加熱濃縮或蒸發(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶；過濾洗滌；
（4）煅燒碳酸鈣得到CaO和CO₂，B生成沉淀需要二氧化碳、碳酸鈉轉(zhuǎn)化為碳酸鈣需要CaO，所以CaO和CO₂能循環(huán)利用，
故答案為：CaO；CO₂．

點評 本題考查物質(zhì)分離和提純以及制備，側(cè)重考查學(xué)生分析及知識運用能力，明確物質(zhì)性質(zhì)及基本操作方法、反應(yīng)原理即可解答，知道常見元素化合物知識及常見離子檢驗方法，題目難度不大．