Question

(15分) 铝土矿（主要成分为Al₂O₃，还含有SiO₂、Fe₂O₃）是工业上制备氧化铝的主要原料。工业上提取氧化铝的工艺流程如下：

① 沉淀 A、B的成分分别是        、        ；步骤②中的试剂a是      ；
② 试写出步骤③中发生反应的离子方式  __________                       、
         __________            __________                  ；
③试写出步骤③中滤液分解反应的方程式____________________________________.
④简述氯化铝溶液经过结晶得到氯化铝晶体的实验条件是                     。

Answer 1

(1)  ① SiO₂    Fe(OH)₃    NaOH溶液（各2分）
②  CO₂ + OH^- =HCO₃^-        CO₂ + AlO₂^-  + 2H₂O = Al(OH)₃ ↓+ HCO₃^-（各2分）
③ 2NaHCO₃  Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O （各2分）
④将溶液在较低温度下加热蒸发析出晶体，同时通入氯化氢气体防止水解。（3分）

（1）二氧化硅和盐酸不反应，所以A是二氧化硅。滤液甲中含有铝离子和铁离子，加入过量的氢氧化钠，则生成氢氧化铁沉淀，即B是氢氧化铁。滤液乙中含有偏铝酸钠，通入CO₂生成氢氧化铝沉淀。
（2）滤液乙中还含有过量的氢氧化钠，所以方程式为CO₂ + OH^- =HCO₃^-  、CO₂ + AlO₂^-  + 2H₂O = Al(OH)₃ ↓+ HCO₃^-。
（3）碳酸氢钠不稳定，受热易分解，方程式为2NaHCO₃  Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O。
（4）由于氯化铝易水解，所以在蒸发浓缩时必须防止水解，因此方法是将溶液在较低温度下加热蒸发析出晶体，同时通入氯化氢气体防止水解。