Question

3．如圖表示從鋁土礦（除Al₂O₃外還含有SiO₂、Fe₂O₃雜質）中提純Al₂O₃的一種工藝流程．

（1）寫出工業(yè)上冶煉鋁的化學方程式2Al₂O₃$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑．若反應中有0.4mol電子轉移，生成的氣體產物在標準狀況下的體積是2.24L．
（2）為了提高堿浸的浸出率，可以采取的措施有（答出兩條即可）將礦石粉碎、攪拌、適當升高溫度等．
（3）濾渣A的主要成分是（填化學式）Fe₂O₃，請寫出它的一種工業(yè)用途煉鐵或顏料等．
（4）操作Ⅲ發(fā)生反應的化學方程式是2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O．
（5）由濾液B的成分可看出，濾液A中的陰離子結合H⁺的先后順序是OH^-＞AlO₂^-＞SiO₃^2-．

Answer 1

分析 向鋁土礦中加入過量燒堿溶液，發(fā)生的反應為Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O、SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O，氧化鐵不反應，所以濾渣A為Fe₂O₃，濾液A中成分為NaAlO₂、Na₂SiO₃、NaOH，通入二氧化碳時，發(fā)生的反應為2NaAlO₂+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+Na₂CO₃，所以沉淀B為Al（OH）₃，濾液B中溶質為CO₃^2-、SiO₃^2-，灼燒沉淀B得到氧化鋁，以此解答該題．

解答 解：向鋁土礦中加入過量燒堿溶液，發(fā)生的反應為Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O、SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O，氧化鐵不反應，所以濾渣A為Fe₂O₃，濾液A中成分為NaAlO₂、Na₂SiO₃、NaOH，通入二氧化碳時，發(fā)生的反應為2NaAlO₂+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+Na₂CO₃，所以沉淀B為Al（OH）₃，濾液B中溶質為CO₃^2-、SiO₃^2-，灼燒沉淀B得到氧化鋁，
（1）工業(yè)上用電解法冶煉鋁，反應的化學方程式為2Al₂O₃$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，若反應中有0.4mol電子轉移，則生成0.1mol氧氣，體積為2.24 L，
故答案為：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑；2.24 L；
（2）為了提高堿浸的浸出率，可將礦石粉碎、攪拌、適當升高溫度等，故答案為：將礦石粉碎、攪拌、適當升高溫度等；
（3）由以上分子可知濾渣A的主要成分是Fe₂O₃，可用于煉鐵或顏料等，故答案為：Fe₂O₃；煉鐵或顏料等；
（4）灼燒沉淀B得到氧化鋁，操作Ⅲ發(fā)生反應的化學方程式是2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O，
故答案為：2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O；
（5）由濾液B的成分可看出，濾液A中的陰離子結合H⁺的先后順序是OH^-＞AlO₂^-＞SiO₃^2-，故答案為：OH^-＞AlO₂^-＞SiO₃^2-．

點評 本題考查混合物分離提純，為高頻考點，把握分離流程中發(fā)生的反應、混合物分離方法為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的考查，注意元素化合物知識及實驗技能的綜合應用，題目難度不大．