Question

工业上以铝土矿（主要成分是A1₂O₃，含杂质Fe₂O₃和SiO₂）为原料生产铝，其生产流程如下：

（1）工业上由Al₂O₃ 冶炼金属Al所采用的方法是

a

（填字母）．
a．电解法    b．加热分解    c．加入还原剂
（2）若在实验室中完成上述流程，操作①～④中属于过滤的是

①、②、③

（填序号）．
（3）加入试剂甲后发生反应的离子方程式是

Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O

．
（4）在溶液B中加入过量烧碱溶液的目的是

将铁离子转化为氢氧化铁沉淀，除去铁离子，并将铝离子转化为偏铝酸根

．

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反应，该工艺流程原理为：铝土矿加入盐酸，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，试剂乙为二氧化碳，将偏铝酸根转化为氢氧化铝沉淀，加热分解得氧化铝，
（1）工业上利用电解熔融的Al₂O₃ 冶炼金属Al，注意需要加入冰晶石，降低Al₂O₃ 的熔点；
（2）由工业流程可知，操作①、②、③是分离固体与液体，应是过滤，操作④是对沉淀氢氧化铝加热灼烧生成氧化铝；
（3）由工艺流程可知操作②加入过量的氢氧化钠溶液，所以滤液C含有AlO₂^-，操作①应加入盐酸，试剂甲应为盐酸，溶解Fe₂O₃、Al₂O₃，二氧化硅不溶解，通过过滤操作除去；
（4）由工业流程可知，溶液B中含有铝离子、铁离子，加入过量的氢氧化钠溶液，使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，除去铁离子，将铝离子转化为偏铝酸根．

解答：解：（1）工业上利用电解熔融的Al₂O₃ 冶炼金属Al，注意需要加入冰晶石，降低Al₂O₃ 的熔点，
故答案为：a；
（2）由工业流程可知，操作①、②、③是分离固体与液体，应是过滤，操作④是对沉淀氢氧化铝加热灼烧生成氧化铝，
故答案为：①、②、③；
（3）由工艺流程可知，操作②加入过量的氢氧化钠溶液，所以滤液C含有AlO₂^-，操作①应加入盐酸，试剂甲应为盐酸，溶解Fe₂O₃、Al₂O₃，二氧化硅不溶解，通过过滤操作除去，氧化铝与酸反应离子方程式为Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O，氧化铁与盐酸反应离子方程式为Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，
故答案为：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；
（4）由工业流程可知，溶液B中含有铝离子、铁离子，加入过量的氢氧化钠溶液，使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，除去铁离子，将铝离子转化为偏铝酸根，
故答案为：将铁离子转化为氢氧化铁沉淀，除去铁离子，将铝离子转化为偏铝酸根．

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．