Question

17．工業(yè)上的許多反應(yīng)工藝來(lái)源于實(shí)驗(yàn)室里的簡(jiǎn)單操作，比如用鋁土礦（成分為氧化鋁、氧化鐵）制取鋁的過(guò)程如下：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）寫(xiě)出鋁土礦中加入NaOH溶液的反應(yīng)方程式Al₂O₃+2NaOH═2NaAlO₂+H₂O
（2）沉淀C的顏色和一種用途分別為紅棕色、顏料（或煉鐵）．
（3）操作I、操作II、操作III都用到的玻璃儀器是有燒杯、漏斗、玻璃棒．
（4）整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，除可以循環(huán)使用的物質(zhì)有NaOH、H₂O或CaO、CO₂（任意兩種，填化學(xué)式）．用此法制取鋁的副產(chǎn)品是Fe₂O₃和O₂（填化學(xué)式）．

Answer 1

分析 鋁土礦中氧化鋁和氧化鐵，向鋁土礦中加入NaOH溶液，發(fā)生反應(yīng)Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O，氧化鐵不溶于NaOH溶液，然后過(guò)濾，得到溶液B為NaOH、NaAlO₂混合溶液，沉淀C為Fe₂O₃，向溶液B中通入CO₂，發(fā)生反應(yīng)2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-、2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O，然后過(guò)濾得到沉淀Al（OH）₃和Na₂CO₃溶液，向溶液中加入CaO，發(fā)生反應(yīng)Na₂CO₃+CaO+H₂O═2NaOH+CaCO₃↓，然后過(guò)濾，將NaOH循環(huán)利用；將Al（OH）₃加熱得到Al₂O₃，電解熔融Al₂O₃得到Al，以此解答該題．

解答 解：（1）鋁土礦中加入NaOH溶液，氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al₂O₃+2NaOH═2NaAlO₂+H₂O，
故答案為：Al₂O₃+2NaOH═2NaAlO₂+H₂O；
（2）沉淀C為Fe₂O₃，為紅棕色，俗稱鐵紅，除了用于金屬冶煉以外，還可用作顔料，
故答案為：紅棕色、顏料（或煉鐵）；
（3）實(shí)現(xiàn)固體和液體的分離采用過(guò)濾法，操作Ⅰ、操作Ⅱ和操作Ⅲ都是過(guò)濾操作，過(guò)濾時(shí)需要制作過(guò)濾器的漏斗、固定儀器的鐵架臺(tái)、引流用的玻璃棒、承接濾液的燒杯，
故答案為：燒杯、漏斗、玻璃棒；
（4）生成E為NaOH溶液，可重復(fù)利用，且煅燒碳酸鈣得到CaO和CO₂，B生成沉淀需要二氧化碳、碳酸鈉轉(zhuǎn)化為碳酸鈣需要CaO，所以CaO和CO₂能循環(huán)利用，操作Ⅰ所得的Fe₂O₃和電解熔融Al₂O₃得到的O₂為副產(chǎn)品，
故答案為：NaOH、H₂O或CaO、CO₂；Fe₂O₃和O₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)及混合物分離提純的綜合應(yīng)用，為高頻考點(diǎn)，把握流程中的反應(yīng)、混合物分離提純方法為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，注意元素化合物與實(shí)驗(yàn)的結(jié)合，題目難度不大．