Question

鋁土礦的主要成分是Al₂O₃，含有雜質(zhì)SiO₂、MgO．工業(yè)上從鋁土礦中提取鋁可采用如下工藝流程：

已知：Na[Al（OH）₄]+CO₂（過量）═NaHCO₃+Al（OH）₃↓
請(qǐng)回答下列問題：
（1）圖中涉及分離溶液與沉淀的實(shí)驗(yàn)方法是

 

（填操作名稱）．
（2）沉淀B的成分是

 

（填化學(xué)式，下同）；沉淀C的成分是

 

；溶液D中大量存在的陰離子是

 

．
（3）沉淀F轉(zhuǎn)化為物質(zhì)M的化學(xué)方程式為

 

；溶液A與轉(zhuǎn)化為溶液D的離子方程式

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：鋁土礦的主要成分是Al₂O₃，含有雜質(zhì)SiO₂、MgO，鋁土礦和過量HCl混合，發(fā)生反應(yīng)Al₂O₃+6HCl=2 AlCl₃+3H₂O、MgO+2HCl=MgCl₂+H₂O，SiO₂和HCl不反應(yīng)，所以沉淀B是SiO₂，濾液A中成分是 AlCl₃、MgCl₂和HCl，向?yàn)V液A中加入過量NaOH溶液，發(fā)生反應(yīng)AlCl₃+4NaOH=NaAlO₂+2H₂O+3NaCl、MgCl₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2NaCl、NaOH+HCl=NaCl+H₂O，則濾液D中含有NaCl、NaOH、NaAlO₂，沉淀C為Mg（OH）₂，向?yàn)V液D中通入過量二氧化碳，發(fā)生反應(yīng)NaOH+CO₂=NaHCO₃、Na[Al（OH）₄]+CO₂（過量）═NaHCO₃+Al（OH）₃↓，沉淀F為Al（OH）₃，溶液E中成分是NaHCO₃，加熱沉淀F，氫氧化鋁分解生成M為Al₂O₃，電解熔融Al₂O₃得到Al．

解答： 解：鋁土礦的主要成分是Al₂O₃，含有雜質(zhì)SiO₂、MgO，鋁土礦和過量HCl混合，發(fā)生反應(yīng)Al₂O₃+6HCl=2 AlCl₃+3H₂O、MgO+2HCl=MgCl₂+H₂O，SiO₂和HCl不反應(yīng)，所以沉淀B是SiO₂，濾液A中成分是 AlCl₃、MgCl₂和HCl，向?yàn)V液A中加入過量NaOH溶液，發(fā)生反應(yīng)AlCl₃+4NaOH=NaAlO₂+2H₂O+3NaCl、MgCl₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2NaCl、NaOH+HCl=NaCl+H₂O，則濾液D中含有NaCl、NaOH、NaAlO₂，沉淀C為Mg（OH）₂，向?yàn)V液D中通入過量二氧化碳，發(fā)生反應(yīng)NaOH+CO₂=NaHCO₃、Na[Al（OH）₄]+CO₂（過量）═NaHCO₃+Al（OH）₃↓，沉淀F為Al（OH）₃，溶液E中成分是NaHCO₃，加熱沉淀F，氫氧化鋁分解生成M為Al₂O₃，電解熔融Al₂O₃得到Al，
（1）分離難溶物和溶液采用過濾方法，所以圖中涉及分離溶液與沉淀的實(shí)驗(yàn)方法是過濾，故答案為：過濾；
（2）通過以上分析知，沉淀B的成分是SiO₂，沉淀C的成分是Mg（OH）₂；溶液D中含有NaCl、NaOH、NaAlO₂，則大量存在的陰離子是Cl^-、OH^-、AlO₂^-，
故答案為：SiO₂；Mg（OH）₂；Cl^-、OH^-、AlO₂^-；
（3）F是氫氧化鋁，加熱氫氧化鋁分解生成氧化鋁和水，所以沉淀F轉(zhuǎn)化為物質(zhì)M的化學(xué)方程式為2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O；溶液A與轉(zhuǎn)化為溶液D的離子方程式為Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O、Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、H⁺+OH^-=H₂O，
故答案為：2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O；Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O、Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、H⁺+OH^-=H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查混合物的分離和提純，明確物質(zhì)性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，知道哪些物質(zhì)之間能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，知道常見物質(zhì)的分離和提純方法，題目難度不大．