Question

3．某氧化鋁樣品中含有氧化鐵和二氧化硅雜質(zhì)，現(xiàn)欲制取純凈的氧化鋁，某同學設(shè)計如下的實驗方案．回答下列問題：

（1）沉淀A的化學式是SiO₂，濾液B的成分是NaAlO₂、NaCl、NaOH；
（2）在步驟③中發(fā)生的離子反應方程式CO₂+2H₂O+AlO₂^-═HCO₃^-+Al（OH）₃↓；
（3）固體C的化學式Al₂O₃；
步驟④的化學方程式為2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3H₂O↑+Al₂O₃；
（4）寫出固體C與NaOH溶液反應的方程式Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；
（5）要想將沉淀和濾液分離，①②③所需要的操作是過濾，寫出實驗室制備Al（OH）₃的離子方程式Al³⁺+3NH₃•H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺．

Answer 1

分析 氧化鋁樣品中含有氧化鐵和二氧化硅，加入過量鹽酸氧化鋁、氧化鐵溶解生成氯化鋁、氯化鐵溶液，過濾得到沉淀A為二氧化硅，濾液A為氯化鐵和氯化鋁溶液，加入過量氫氧化鈉溶液生成氫氧化鐵沉淀和偏鋁酸鈉溶液，過濾得到沉淀B為Fe（OH）₃，濾液為NaAlO₂，通入過量二氧化碳氣體反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，過濾得到氫氧化鋁沉淀，加熱分解生成C為氧化鋁，以此解答該題．

解答 解：氧化鋁樣品中含有氧化鐵和二氧化硅，加入過量鹽酸氧化鋁、氧化鐵溶解生成氯化鋁、氯化鐵溶液，過濾得到沉淀A為二氧化硅，濾液A為氯化鐵和氯化鋁溶液，加入過量氫氧化鈉溶液生成氫氧化鐵沉淀和偏鋁酸鈉溶液，過濾得到沉淀B為Fe（OH）₃，濾液為NaAlO₂，通入過量二氧化碳氣體反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，過濾得到氫氧化鋁沉淀，加熱分解生成C為氧化鋁，
（1）由以上分析可知沉淀A為SiO₂，濾液B的成分為NaAlO₂、NaCl、NaOH，故答案為：SiO₂；NaAlO₂、NaCl、NaOH；
（2）步驟③為偏鋁酸鈉溶液與二氧化碳反應生成氫氧化鋁沉淀，其離子反應為CO₂+2H₂O+AlO₂^-═HCO₃^-+Al（OH）₃↓，
故答案為：CO₂+2H₂O+AlO₂^-═HCO₃^-+Al（OH）₃↓；
（3）C為Al₂O₃，步驟④的化學方程式為2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3H₂O↑+Al₂O₃，故答案為：Al₂O₃；2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3H₂O↑+Al₂O₃；
（4）氧化鋁為兩性氧化物，可與氫氧化鈉溶液反應，反應的方程式為Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O，故答案為：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；
（5）分離液體和不溶性固體，可用過濾的方法，實驗室制備Al（OH）₃，利用可溶性鋁鹽和氨水反應，離子反應為Al³⁺+3NH₃•H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案為：過濾；Al³⁺+3NH₃•H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺．

點評 本題考查鎂、鋁、硅的化合物的性質(zhì)，為高考常見題型和高頻考點，側(cè)重于學生的分析、實驗能力的考查，明確物質(zhì)的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化中發(fā)生的化學反應是解答本題的關(guān)鍵，題目難度不大．