Question

铝元素在自然界中主要存在于铝土矿（主要成分为Al₂O₃，还含有Fe₂O₃、FeO、SiO₂）中．工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下．

（1）在滤液A中加入漂白液，目的是氧化除铁，所得滤液B显酸性．
①该过程中涉及某氧化还原反应如下，请完成：□Fe²⁺+□ClO^-+□

 

=□Fe（OH）₃↓+□C1^-+□

 

②检验滤液B中是否还含有铁元素的方法为：

 

 （注明试剂、现象）．
③将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出，可选用的最好试剂为

 

（填代号）．
a．氢氧化钠溶液       b．硫酸溶液      c．氨水         d．二氧化碳
④由滤液B制备氯化铝晶体涉及的操作为：边滴加浓盐酸边蒸发浓缩、冷却结晶、

 

（填操作名称）、洗涤．
（2）SiO₂和NaOH焙烧制备硅酸钠，可采用的装置为

 

（填代号）．

Answer 1

考点：镁、铝的重要化合物,制备实验方案的设计

专题：几种重要的金属及其化合物

分析：（1）①依据流程分析，滤液中含有氯化铁、氯化亚铁、氯化铝，在滤液A中加入漂白液，目的是氧化除铁，所得滤液B显酸性，次氯酸根离子具有氧化性氧化亚铁离子为铁离子在溶液中形成氢氧化铁沉淀除去；依据氧化还原反应电子守恒和原子守恒配平计算写出；
②检验滤液B中是否还含有铁元素的方法为利用铁离子和亚铁离子的检验方法进行检验，先检验是否含铁离子，再检验是否含亚铁离子；
③滤液B中铝元素为氯化铝，依据氢氧化铝溶液强酸强碱，不溶于弱酸弱碱选择；
④加入浓盐酸抑制氯化铝的水解，蒸发浓缩冷却结晶，过滤洗涤；
（2）a、蒸发皿中含有二氧化硅和氢氧化钠反应；
b、铁坩埚可以熔融二氧化硅和氢氧化钠；
c、玻璃中含二氧化硅和氢氧化钠反应；
d、瓷坩埚含有二氧化硅和氢氧化钠反应；

解答： 解：（1）①滤液中含有氯化铁、氯化亚铁、氯化铝，在滤液A中加入漂白液，目的是氧化除铁，所得滤液B显酸性，次氯酸根离子具有氧化性氧化亚铁离子为铁离子在溶液中形成氢氧化铁沉淀除去；亚铁离子被氧化为铁离子在溶液中形成氢氧化铁沉淀，次氯酸根离子被还原为氯离子；反应的两种方程式为：2Fe²⁺+ClO^-+5H₂O=2Fe（OH）₃↓+C1^-+4H⁺；
故答案为：2Fe²⁺+1ClO^-+5H₂O=2Fe（OH）₃↓+1C1^-+4H⁺；
②滤液B中是否还含有铁元素的方法为利用铁离子和亚铁离子的检验方法进行检验，取少量滤液B，加入KSCN溶液，若不变红，再加入氯水，仍然不变红，说明滤液B中不含铁元素；
故答案为：取少量滤液B，加入KSCN溶液，若不变红，再加入氯水，仍然不变红，说明滤液B中不含铁元素；
③滤液中含有的是氯化铝溶液，将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出；
a、氢氧化钠溶液可以沉淀铝离子但过了会溶解氢氧化铝，故a不是最好；
b．硫酸溶液不能沉淀铝离子，故b不符合；
c．氨水是弱碱不能溶解氢氧化铝，过量的氨水和铝离子形成氢氧化铝沉淀过滤得到氢氧化铝固体，故c符合；
d．二氧化碳和氯化铝不反应不能生成氢氧化铝沉淀，故d不符合；
故答案为：c；
④加入浓盐酸抑制氯化铝的水解，蒸发浓缩冷却结晶，过滤，洗涤；
故答案为：过滤；
（2）a、蒸发皿中含有二氧化硅和氢氧化钠反应，故a不符合；
b、铁坩埚可以熔融二氧化硅和氢氧化钠，故b符合；
c、玻璃中含二氧化硅和氢氧化钠反应，故c不符合；
d、瓷坩埚含有二氧化硅和氢氧化钠反应，故d不符合；
故答案为：b；

点评：本题考查了铁、铝性质的综合应用和氧化铝提纯制备流程分析应用，注意蒸干灼烧熔融氢氧化钠的仪器选择，题目难度中等．