Question

18．從鋁土礦（主要成分是Al₂O₃，含SiO₂、Fe₂O₃、MgO等雜質）中提取氧化鋁的兩種工藝流程如圖：

請回答下列問題：
（1）寫出流程甲所涉及的離子方程式為Al₂O₃+6H⁺═2Al³⁺+3H₂O、Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、MgO+2H⁺═Mg²⁺+H₂O．
（2）流程乙加入燒堿后Al₂O₃發(fā)生反應的離子方程式為Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O．
（3）沉淀C的主要成分是Mg（OH）₂、Fe（OH）₃，除去沉淀C的操作是過濾．
（4）濾液D中溶質的主要成分是NaAlO₂（填化學式）；寫出向濾液D中通入過量CO₂發(fā)生反應的離子方程式AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
（5）在流程中，選用CO₂作酸化劑，能不能用鹽酸代替CO₂？其原因是不能；因為過量的鹽酸與Al（OH）₃反應生成AlCl₃（或者AlO₂^-+4H⁺═Al³⁺+2H₂O）．

Answer 1

分析 由工藝流程甲可知，鋁土礦（主要成分是Al₂O₃，含SiO₂、Fe₂O₃、MgO等雜質），鋁土礦與鹽酸反應得固體A為濾液B，則固體A為SiO₂，濾液B含有氯化鋁、氯化鐵、氯化鎂等，濾液中加入過量的NaOH，可推知沉淀C為氫氧化鐵、氫氧化鎂，濾液D含有偏鋁酸鈉、氯化鈉、NaOH，所以向濾液D中通入過量二氧化碳，生成氫氧化鋁沉淀與碳酸氫鈉，沉淀F為Al（OH）₃，濾液E中含有NaCl、NaHCO₃；
根據(jù)工藝流程乙可知，鋁土礦中的Al₂O₃、SiO₂能和氫氧化鈉反應，可知固體X為Fe₂O₃、MgO等，濾液Y為硅酸鈉、偏鋁酸鈉，濾液中通入過量二氧化碳，沉淀Z為Al（OH）₃、硅酸，濾液K中含有NaHCO₃，結合題目分析解答．

解答 解：由工藝流程甲可知，鋁土礦（主要成分是Al₂O₃，含SiO₂、Fe₂O₃、MgO等雜質），鋁土礦與鹽酸反應得固體A為濾液B，則固體A為SiO₂，濾液B含有氯化鋁、氯化鐵、氯化鎂等，濾液中加入過量的NaOH，可推知沉淀C為氫氧化鐵、氫氧化鎂，濾液D含有偏鋁酸鈉、氯化鈉、NaOH，所以向濾液D中通入過量二氧化碳，生成氫氧化鋁沉淀與碳酸氫鈉，沉淀F為Al（OH）₃，濾液E中含有NaCl、NaHCO₃；
根據(jù)工藝流程乙可知，鋁土礦中的Al₂O₃、SiO₂能和氫氧化鈉反應，可知固體X為Fe₂O₃、MgO等，濾液Y為硅酸鈉、偏鋁酸鈉，濾液中通入過量二氧化碳，沉淀Z為Al（OH）₃、硅酸，濾液K中含有NaHCO₃，
（1）氧化鋁、氧化鐵、MgO分別和酸反應生成鹽和水，離子方程式分別為Al₂O₃+6H⁺═2Al³⁺+3H₂O、Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、MgO+2H⁺═Mg²⁺+H₂O，
故答案為：Al₂O₃+6H⁺═2Al³⁺+3H₂O；Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O；MgO+2H⁺═Mg²⁺+H₂O；
（2）氧化鋁和氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和水，離子方程式為Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O，
故答案為：Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O；
（3）沉淀C的成分是Mg（OH）₂、Fe（OH）₃，分離難溶性固體和溶液采用過濾方法，所以除去沉淀C采用過濾方法，
故答案為：Mg（OH）₂、Fe（OH）₃；過濾；
（4）濾液D中溶質為Na AlO₂，偏鋁酸鈉和過量二氧化碳反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，離子方程式為AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：NaAlO₂； AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（5）氫氧化鋁不溶于碳酸溶液但能溶于稀鹽酸，生成氯化鋁，所以不能用稀鹽酸代替二氧化碳，
故答案為：不能；因為過量的鹽酸與Al（OH）₃反應生成AlCl₃（或者AlO₂^-+4H⁺═Al³⁺+2H₂O）．

點評 本題考查物質分離提純，為高頻考點，涉及離子方程式的書寫、物質分離提純等知識點，明確化學反應原理、物質性質差異性是解本題關鍵，注意：氫氧化鋁能溶于強酸強堿溶液但不溶于弱酸弱堿溶液，題目難度不大．