Question

铝土矿的主要成分是Al₂O₃，含有Fe₂O₃、SiO₂等杂质，按下列操作从铝土矿中提取Al₂O₃．回答下列问题：

（1）沉淀物的化学式分别是：a

SiO₂

；d

Fe（OH）₃

；f

Al（OH）₃

；
（2）写出加入过量NaOH溶液时所发生主要反应的离子方程式

Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O

、

Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃

．
（3）写出通入气体B（过量）时溶液C中发生反应的离子方程式

CO₂+AlO₂^-+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-

、

CO₂+OH^-═HCO₃^-

．
（4）气体B能否改用试剂A代替？为什么？

不能

，

生成氢氧化铝能够溶于盐酸

．

Answer 1

分析：SiO₂和盐酸不反应，Fe₂O₃和氢氧化钠不反应而氧化铝能，该工艺流程原理为：铝土矿加入试剂A盐酸，得到滤液b中含有铝离子、铁离子，沉淀a为二氧化硅，b溶液加入过量为氢氧化钠溶液，除去铁离子，将铝离子转化为偏铝酸根，进入滤液c中，气体B为二氧化碳，将偏铝酸根转化为氢氧化铝沉淀，加热分解得氧化铝，
（1）根据以上推断写出沉淀的化学式；
（2）写出氢氧化钠与铁离子、铝离子反应的离子方程式；
（3）滤液c中含有偏铝酸根离子和过量的氢氧化钠，二氧化碳与偏铝酸根离子生成氢氧化铝沉淀、与氢氧根离子反应生成碳酸氢根离子；
（4）试剂A为盐酸，气体B为二氧化碳，不能够用盐酸代替二氧化碳，根据氢氧化铝能够溶解于盐酸分析．

解答：解：SiO₂和盐酸不反应，Fe₂O₃和氢氧化钠不反应而氧化铝能，该工艺流程原理为：铝土矿加入试剂A盐酸，得到滤液b中含有铝离子、铁离子，沉淀a为二氧化硅，b溶液加入过量为氢氧化钠溶液，除去铁离子，将铝离子转化为偏铝酸根，进入滤液c中，气体B为二氧化碳，将偏铝酸根转化为氢氧化铝沉淀，加热分解得氧化铝，
（1）根据分析可知，沉淀a为SiO₂，沉淀b为Fe（OH）₃，沉淀f为Al（OH）₃↓，
故答案为：SiO₂；Fe（OH）₃；Al（OH）₃↓；
（2）滤液b中含有铁离子和铝离子，加入氢氧化钠溶液反应的离子方程式为：Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O，Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃，
故答案为：Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O；Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃；
（3）根据流程，滤液c中含有过量的氢氧化钠和偏铝酸根离子，溶液NaAlO₂与过量CO₂生成Al（OH）₃沉淀，反应的离子方程式为CO₂+AlO₂^-+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-，过量二氧化碳与氢氧根离子反应生成碳酸氢根离子，反应的离子方程式为：CO₂+OH^-═HCO₃^-，
故答案为：CO₂+AlO₂^-+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-；CO₂+OH^-═HCO₃^-；
（4）气体B为二氧化碳，试剂A为盐酸，氢氧化铝能够与过量的盐酸反应而溶解，无法控制加入盐酸的量，
故答案为：不能；生成氢氧化铝能够溶于盐酸．

点评：本题以框图题形式考查铝、硅、铁的化合物的性质、常用化学用语的书写、物质的分离提纯等，难度中等，清楚工艺流程原理是解题的关键，是对知识迁移的综合运用．