Question

4．從鋁土礦（主要成分是Al₂O₃，含SiO₂、Fe₂O₃、MgO等雜質(zhì)）中提取Al₂O₃的兩種工藝品流程如下：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）寫(xiě)出相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)式：固體ASiO₂，固體NH₂SiO₃，濾液D中溶質(zhì)為Na[Al（OH）₄]、NaOH．
（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水玻璃溶液的化學(xué)方程式為SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O．

Answer 1

分析 鋁土礦中的成分能與HCl反應(yīng)的有Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO，不反應(yīng)的是SiO₂，所以固體A為SiO₂，濾液B中有Al³⁺、Fe³⁺、Mg²⁺，再加入過(guò)量燒堿，Al³⁺+4OH^-=[Al（OH）₄]^-，F(xiàn)e³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，沉淀C為Fe（OH）₃、Mg（OH）₂的混合物；濾液D中為Na[Al（OH）₄]、NaOH（過(guò)量），Na[Al（OH）₄]能與CO₂反應(yīng)，Na[Al（OH）₄]+CO₂（過(guò)量）=Al（OH）₃↓+NaHCO₃，故濾液E為NaHCO₃，沉淀F為Al（OH）₃，Al（OH）₃灼燒得到Al₂O₃；鋁土礦中能與NaOH溶液反應(yīng)的有Al₂O₃、SiO₂，所以固體X為Fe₂O₃、MgO，發(fā)生反應(yīng)為：Al₂O₃+2NaOH+3H₂O=2Na[Al（OH）₄]，SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O，濾液為四羥基合鋁酸鈉和硅酸鈉溶液，加入過(guò)量鹽酸反應(yīng)得到硅酸沉淀和氯化鋁溶液，固體N為H₂SiO₃ ，濾液M為AlCl₃溶液，加入過(guò)量氨水生成氫氧化鋁沉淀Z，灼燒得到氧化鋁，得到濾液K為氯化銨溶液
（1）上述分析可知A為SiO₂，N為H₂SiO₃，D中為Na[Al（OH）₄]、NaOH（過(guò)量）；
（2）Al₂O₃與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和水，據(jù)此書(shū)寫(xiě)離子方程式；
（3）SiO₂與氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉和水，據(jù)此書(shū)寫(xiě)離子方程式．

解答 解：鋁土礦中的成分能與HCl反應(yīng)的有Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO，不反應(yīng)的是SiO₂，所以固體A為SiO₂，濾液B中有Al³⁺、Fe³⁺、Mg²⁺，再加入過(guò)量燒堿，Al³⁺+4OH^-=[Al（OH）₄]^-，F(xiàn)e³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，沉淀C為Fe（OH）₃、Mg（OH）₂的混合物；濾液D中為Na[Al（OH）₄]、NaOH（過(guò)量），Na[Al（OH）₄]能與CO₂反應(yīng)，Na[Al（OH）₄]+CO₂（過(guò)量）=Al（OH）₃↓+NaHCO₃，故濾液E為NaHCO₃，沉淀F為Al（OH）₃，Al（OH）₃灼燒得到Al₂O₃；鋁土礦中能與NaOH溶液反應(yīng)的有Al₂O₃、SiO₂，所以固體X為Fe₂O₃、MgO，發(fā)生反應(yīng)為：Al₂O₃+2NaOH+3H₂O=2Na[Al（OH）₄]，SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O，濾液為四羥基合鋁酸鈉和硅酸鈉溶液，加入過(guò)量鹽酸反應(yīng)得到硅酸沉淀和氯化鋁溶液，固體N為H₂SiO₃ ，濾液M為AlCl₃溶液，加入過(guò)量氨水生成氫氧化鋁沉淀Z，灼燒得到氧化鋁，得到濾液K為氯化銨溶液
（1）上述分析可知A為SiO₂，N為H₂SiO₃，D中為Na[Al（OH）₄]、NaOH（過(guò)量）；
故答案為：SiO₂；H₂SiO₃；Na[Al（OH）₄]、NaOH；
（2）流程甲加入鹽酸后生成Al³⁺的反應(yīng)是Al₂O₃與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和水，反應(yīng)離子方程式為：Al₂O₃+6H⁺═2Al³⁺+3H₂O，
故答案為：Al₂O₃+6H⁺═2Al³⁺+3H₂O；
（3）流程乙加入燒堿后生成水玻璃溶液的反應(yīng)是SiO₂與氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O，
故答案為：SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查從鋁土礦中提取氧化鋁的工藝流程，題目難度中等，正確理解制備流程及反應(yīng)原理為解答關(guān)鍵，注意掌握鋁及其化合物性質(zhì)，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力．