Question

工业上用铝士矿（主要成分是Al₂O₃，还有少量Fe₂O₃、SiO₂）提取、冶炼氧化
铝，然后电解氧化铝生产铝．其生产工艺流程如下图：
（1）原料A的名称是

 

．
（2）步骤①反应的离子方程式是

 

．
（3）滤液1中要加入稍过量原料B，原料B的化学式是

 

，步骤②反应的离子方程式是

 

．
（4）步骤③反应的离子方程式是

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：SiO₂和盐酸不反应，Fe₂O₃和氢氧化钠不反应而氧化铝能反应，向偏铝酸钠中通入过量的二氧化碳可以生成氢氧化铝沉淀．
由工艺流程可知步骤③通入的为二氧化碳，生成的沉淀为氢氧化铝，所以滤液②含有AlO₂^-．步骤②应加入氢氧化钠，除去铁离子，将铝离子转化为AlO₂^-，所以滤液①中含有Al³⁺，步骤①应为加入盐酸，除去SiO₂．

解答： 解：由工艺流程可知步骤③通入的为二氧化碳，生成的沉淀为氢氧化铝，所以滤液②含有AlO₂^-．步骤②应加入氢氧化钠，所以滤液①中含有Al³⁺，步骤①应为加入盐酸，除去SiO₂．
（1）由上述分析可知，步骤①加入盐酸，除去SiO₂，所以原料A为盐酸，故答案为：盐酸；
（2）氧化铝与酸反应离子方程式为Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O，氧化铁与盐酸反应离子方程式为Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，
故答案为：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；
（3）步骤①加入过量盐酸，滤液①中含有Al³⁺、Fe³⁺、H⁺等，应加入氢氧化钠，除去铁离子，将铝离子转化为AlO₂^-，反应为Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，故答案为：NaOH；Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O、）、Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓；
（4）滤液②含有AlO₂^-，步骤③通入二氧化碳，与AlO₂^-反应生成的沉淀为氢氧化铝，反应离子方程式为AlO₂^-+2H₂O+CO₂=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
故答案为：AlO₂^-+2H₂O+CO₂=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．

点评：本题以框图题形式考查铝的化合物的性质，难度中等，清楚冶炼铝工艺流程原理，是对知识迁移的综合运用．