Question

某研究性学习小组为了模拟工业上铝土矿（主要成分为Al₂O₃，还有少量的Fe₂O₃、SiO₂等杂质）提取氧化铝，设计流程图如图

（1）（Ⅰ）（Ⅱ）（Ⅲ）步骤中涉及到的物质分离操作是

 

（2）沉淀B的成分是

 

（写化学式）
（3）操作（Ⅱ）中发生反应的离子方程式为

 

、

 

、

 

．
（4）操作（Ⅳ）中的“灼烧”时用来装Al（OH）₃的仪器是

 

．
（5）实验过程中称取ag铝土矿，实验完成后理论上得到Al₂O₃为bg，则铝土矿中所含铝元素的质量分数为

 

（用含有a．b的表达式表示）

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：

分析：铝土矿中加入过量稀硫酸，Al₂O₃和Fe₂O₃和稀硫酸反应生成硫酸盐和水，SiO₂和稀硫酸不反应，然后采用过滤方法得到利用X、滤渣A，A为SiO₂，滤液X中溶质成分是Al₂（SO₄）₃、Fe₂（SO₄）₃、H₂SO₄，向滤液X中加入过量NaOH溶液，发生离子反应Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O、Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓、H⁺+OH^-=H₂O，然后过滤得到沉淀B为Fe（OH）₃，滤液Y中溶质为偏铝酸钠和硫酸钠，向滤液Y中通入过量二氧化碳，发生反应AlO₂^-+2H₂O+CO₂=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，然后过滤得到滤液Z中溶质为碳酸氢钠和硫酸钠，沉淀为Al（OH）₃，将沉淀Al（OH）₃洗涤、干燥、灼烧得到氧化铝，反应方程式为2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O，再结合题目分析解答．

解答： 解：铝土矿中加入过量稀硫酸，Al₂O₃和Fe₂O₃和稀硫酸反应生成硫酸盐和水，SiO₂和稀硫酸不反应，然后采用过滤方法得到利用X、滤渣A，A为SiO₂，滤液X中溶质成分是Al₂（SO₄）₃、Fe₂（SO₄）₃、H₂SO₄，向滤液X中加入过量NaOH溶液，发生离子反应 Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O、Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓、H⁺+OH^-=H₂O，然后过滤得到沉淀B为Fe（OH）₃，滤液Y中溶质为偏铝酸钠和硫酸钠，向滤液Y中通入过量二氧化碳，发生反应AlO₂^-+2H₂O+CO₂=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，然后过滤得到滤液Z中溶质为碳酸氢钠和硫酸钠，沉淀为Al（OH）₃，将沉淀Al（OH）₃洗涤、干燥、灼烧得到氧化铝，反应方程式为2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O，
（1）分离难溶性固体和溶液的方法是过滤，通过以上分析知，（Ⅰ）（Ⅱ）（Ⅲ）步骤中涉及到的物质分离操作是过滤，故答案为：过滤；
（2）通过以上分析知，沉淀B的成分是Fe（OH）₃，
故答案为：Fe（OH）₃；
（3）通过以上分析知，操作（Ⅱ）中发生反应的离子方程式为
Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O、Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓、H⁺+OH^-=H₂O，故答案为：Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓； H⁺+OH^-=H₂O；
（4）操作（Ⅳ）中的“灼烧”时用来装Al（OH）₃的仪器是坩埚，故答案为：坩埚；
（5）实验过程中称取ag铝土矿，实验完成后理论上得到Al₂O₃为bg，则铝土矿中所含铝元素的质量分数为

bg× 27×2 27×2+16×3

ag

=

54b

102a

，故答案为：

54b

102a

．

点评：本题考查混合物的分离和提纯，侧重考查实验基本操作、元素化合物性质，明确流程图中各个步骤发生的反应及物质分离方法是解本题关键，注意坩埚和蒸发皿的区别，题目难度不大．