Question

某氧化铝样品中含有氧化铁和二氧化硅杂质，现欲制取纯净的氧化铝，某同学设计如图的实验方案．回答下列问题：

（1）沉淀A的化学式是

 

，滤液B的成分是

 

；
（2）步骤③的离子方程式为

 

；
（3）在操作②中要用到的玻璃仪器有

 

；
（4）为了得到更加纯净的Al（OH）₃，过滤后需要进行操作步骤是

 

．
（5）写出工业由氧化铝冶炼铝的化学方程式

 

．

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：创新题型,实验设计题

分析：Al₂O₃样品和过量盐酸混合，Al₂O₃、Fe₂O₃和HCl发生反应Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂O、Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O，SiO₂和HCl不反应，然后过滤，则沉淀A是SiO₂，滤液A中含有AlCl₃、FeCl₃和HCl，然后向滤液中加入过量NaOH溶液，发生反应Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O、Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，则得到的沉淀B是Fe（OH）₃，滤液B中含有NaAlO₂和NaOH，向滤液B中通入过量二氧化碳，得到Al（OH）₃，Al（OH）₃加热分解生成Al₂O₃．

解答： 解：Al₂O₃样品和过量盐酸混合，Al₂O₃、Fe₂O₃和HCl发生反应Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂O、Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O，SiO₂和HCl不反应，然后过滤，则沉淀A是SiO₂，滤液A中含有AlCl₃、FeCl₃和HCl，然后向滤液中加入过量NaOH溶液，发生反应Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O、Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，则得到的沉淀B是Fe（OH）₃，滤液B中含有NaAlO₂和NaOH、NaCl，向滤液B中通入过量二氧化碳，得到Al（OH）₃，Al（OH）₃加热分解生成Al₂O₃，
（1）通过以上分析知，沉淀A的化学式是SiO₂，滤液B的成分是NaAlO₂和NaOH、NaCl，故答案为：SiO₂；NaAlO₂和NaOH、NaCl；
（2）滤液B中NaOH和偏铝酸钠和二氧化碳发生反应，步骤③的离子方程式为AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃+HCO₃^-，故答案为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃+HCO₃^-；
（3）分离难溶性固体和溶液采用过滤方法，根据仪器的作用知，在操作②中要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒，故答案为：烧杯、漏斗和玻璃棒；
（4）氢氧化铝沉淀表面易吸附离子，为了得到更加纯净的Al（OH）₃，过滤后需要进行操作步骤是洗涤沉淀、干燥，故答案为：洗涤沉淀、干燥；
（5）工业上电解熔融氧化铝冶炼Al，反应方程式为2Al₂O₃

电解  .

4Al+3O₂ ↑，故答案为：2Al₂O₃

电解  .

4Al+3O₂ ↑．

点评：本题考查物质分离和提纯，涉及金属的冶炼、物质的分离、物质之间的反应等知识点，明确物质的性质是解本题关键，注意冶炼Al不能采用电解熔融氯化铝的方法，为易错点．