Question

从铝土矿（主要成分是Al₂O₃，含SiO₂、Fe₂O₃、MgO等杂质）中提取氧化铝的两种工艺流程如下：

请回答下列问题：
（1）流程甲加入盐酸后生成Al³⁺的离子方程式为：

 

；
（2）流程乙加入烧碱后生成SiO₃^2-的离子方程式为

 

．
（3）验证滤液B含Fe³⁺，可取少量滤液并加入

 

（填试剂名称）．
（4）滤液E中溶质的主要成分是

 

（填化学式），写出该溶液溶质的一种用途

 

．

Answer 1

考点：物质分离、提纯的实验方案设计

专题：实验设计题

分析：由工艺流程甲可知，铝土矿与盐酸反应得固体A为滤液B，则固体A为SiO₂，滤液B含有氯化铝、氯化铁、氯化镁等，滤液中加入过量的NaOH，可推知沉淀C为氢氧化铁、氢氧化镁，滤液D含有偏铝酸钠、氯化钠，所以向滤液D中通入过量二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，沉淀F为Al（OH）₃，滤液E中含有NaCl、NaHCO₃；
根据工艺流程乙可知，铝土矿中的Al₂O₃、SiO₂能和氢氧化钠反应，可知固体X为Fe₂O₃、MgO等，滤液Y为硅酸钠、偏铝酸钠，滤液中通入过量二氧化碳，沉淀Z为Al（OH）₃、硅酸，滤液K中含有NaHCO₃，以此来解答．

解答： 解：由工艺流程甲可知，铝土矿与盐酸反应得固体A为滤液B，则固体A为SiO₂，滤液B含有氯化铝、氯化铁、氯化镁等，滤液中加入过量的NaOH，可推知沉淀C为氢氧化铁、氢氧化镁，滤液D含有偏铝酸钠、氯化钠，所以向滤液D中通入过量二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，沉淀F为Al（OH）₃，滤液E中含有NaCl、NaHCO₃；
根据工艺流程乙可知，铝土矿中的Al₂O₃、SiO₂能和氢氧化钠反应，可知固体X为Fe₂O₃、MgO等，滤液Y为硅酸钠、偏铝酸钠，滤液中通入过量二氧化碳，沉淀Z为Al（OH）₃、硅酸，滤液K中含有NaHCO₃，
（1）Al₂O₃与盐酸反应生成氯化铝和水，氧化物不能拆，离子方程式为：Al₂O₃+6H⁺═2Al³⁺+3H₂O，故答案为：Al₂O₃+6H⁺═2Al³⁺+3H₂O；
（2）二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，二氧化硅不能拆，故离子反应方程式为：SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O，故答案为：SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O；
（3）Fe³⁺与硫氰化钾溶液反应，使溶液变红色，检验滤液B中是否含Fe³⁺离子的方法为：取少量滤液B，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液变红色，说明滤液中含Fe³⁺，溶液不变红色，说明滤液中不含Fe³⁺，
故答案为：硫氰化钾；
（4）根据工艺流程甲可知，固体A为SiO₂，滤液B含有氯化铝、氯化铁、氯化镁等，沉淀C为氢氧化铁、氢氧化镁，滤液D含有偏铝酸钠、氯化钠，所以向滤液D中通入过量二氧化碳，反应生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，则滤液E中溶质为NaHCO₃，碳酸氢钠可用于制纯碱或做发酵粉等，
故答案为：NaHCO₃；制纯碱或做发酵粉等．

点评：本题以氧化铝提取工艺流程为载体考查混合物分离实验方案的设计，为高频考点，涉及无机物推断、元素化合物性质及相互转化、除杂的方法、离子方程式等，侧重分析与实验能力的考查，题目难度中等．