Question

17．蛇紋石礦可以看做由MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃和SiO₂組成．某實驗小組設計如圖流程欲分別制得單質Mg、Fe、Al和Si．

請回答下列問題：
（1）濾液A中含有的陽離子有Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、H⁺．
（2）操作④中生成沉淀G的離子方程式為AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（3）工業(yè)由Al₂O₃冶煉AI的化學反應方程式2Al₂O₃$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Al+3O₂；
（4）寫出檢驗溶液F中主要陽離子的方法：在溶液中滴加KSCN溶液，若出現(xiàn)血紅色，則有Fe³⁺．

Answer 1

分析 蛇紋石礦加鹽酸溶解，發(fā)生反應的化學方程式為MgO+2HCl=MgCl₂+H₂O，F(xiàn)e₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O，Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂O，SiO₂不與鹽酸反應，以固體形式先除去，因此，不溶物B為SiO₂，濾液A中除了Mg²⁺外，還有的金屬離子是Al³⁺和Fe³⁺、H⁺，加入過量燒堿，濾液E為偏鋁酸鈉溶液，通入過量二氧化碳反應生成氫氧化鋁沉淀，加熱分解生成氧化鋁，用電解法冶煉可生成鋁；沉淀D為Fe（OH）₃和Mg（OH）₂，加入過量鹽酸生成氯化鐵和氯化鎂，調節(jié)溶液pH=5～6時，促進鐵離子水解，生成氫氧化鐵沉淀，濾液H為氯化鎂溶液，在HCl氛圍中加熱、蒸發(fā)結晶可得MgCl₂•6H₂O，脫水生成MgCl₂，電解可得Mg，據(jù)此答題．

解答 解：蛇紋石礦加鹽酸溶解，發(fā)生反應的化學方程式為MgO+2HCl=MgCl₂+H₂O，F(xiàn)e₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O，Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂O，SiO₂不與鹽酸反應，以固體形式先除去，因此，不溶物B為SiO₂，濾液A中除了Mg²⁺外，還有的金屬離子是Al³⁺和Fe³⁺、H⁺，加入過量燒堿，濾液E為偏鋁酸鈉溶液，通入過量二氧化碳反應生成氫氧化鋁沉淀，加熱分解生成氧化鋁，用電解法冶煉可生成鋁；沉淀D為Fe（OH）₃和Mg（OH）₂，加入過量鹽酸生成氯化鐵和氯化鎂，調節(jié)溶液pH=5～6時，促進鐵離子水解，生成氫氧化鐵沉淀，濾液H為氯化鎂溶液，在HCl氛圍中加熱、蒸發(fā)結晶可得MgCl₂•6H₂O，脫水生成MgCl₂，電解可得Mg，
（1）根據(jù)上面的分析可知，濾液A中除了Mg²⁺外，還有的金屬離子是Al³⁺和Fe³⁺、H⁺，故答案為：Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、H⁺；
（2）濾液A中含有鎂離子、鐵離子和鋁離子，鎂離子、鐵離子和鋁離子都和氫氧化鈉反應生成氫氧化物沉淀，氫氧化鎂、氫氧化鐵不溶于氫氧化鈉溶液中，但氫氧化鋁易溶于氫氧化鈉溶液中生成偏鋁酸根離子，偏鋁酸根離子和二氧化碳反應生成氫氧化鋁和碳酸氫根離子，離子方程式為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
故答案為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（3）工業(yè)上用電解Al₂O₃的方法冶煉AI，反應的化學反應方程式為2Al₂O₃$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Al+3O₂，故答案為：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Al+3O₂；
（4）沉淀D為Fe（OH）₃和Mg（OH）₂，加入過量鹽酸生成氯化鐵和氯化鎂，所以溶液F中主要含有陽離子為Fe³⁺ 等，檢驗Fe³⁺的方法為：在溶液中滴加KSCN溶液，若出現(xiàn)血紅色，則有Fe³⁺，
故答案為：在溶液中滴加KSCN溶液，若出現(xiàn)血紅色，則有Fe³⁺．

點評 本題考查了實驗設計，涉及金屬的冶煉、鹽類的水解、離子方程式的書寫等知識點，易錯點是偏鋁酸根離子和二氧化碳的反應方程式的書寫，注意該反應中水參加反應，難度中等．