Question

7．工業(yè)上從鋁土礦（主要成分是Al₂O₃，還含有SiO₂、Fe₂O₃等雜質(zhì)）中提取鋁可架用如圖工藝流程：

已知：SiO₂不溶于水且不與鹽酸反應(yīng)．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）圖中涉及分離溶液與沉淀的實(shí)驗(yàn)方法是過(guò)濾（填操作名稱(chēng)）．
（2）步驟（Ⅱ）中加入的燒堿溶液應(yīng)該是過(guò)量（填“少量”或“過(guò)量”）．沉淀B的成分是SiO₂（填化學(xué)式，下同）；溶液D中含鋁元素的溶質(zhì)的是NaAlO₂（或AlO₂^-）．
（3）①物質(zhì)M在生產(chǎn)生活中有重要用途，寫(xiě)出沉淀F轉(zhuǎn)化為物質(zhì)M的化學(xué)方程式：2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O；
②溶液D中通入過(guò)量CO₂生成沉淀F的離子方程式為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．

Answer 1

分析 由流程可知，鋁土礦加過(guò)量鹽酸溶解，MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃和HCl反應(yīng)溶解發(fā)生MgO+2HCl=MgCl₂+H₂O、Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O、Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂O，而SiO₂不與鹽酸反應(yīng)，可知沉淀B為SiO₂；
濾液A中含有的陽(yáng)離子有Fe³⁺、Al³⁺、Mg²⁺、H⁺，加入過(guò)量燒堿，氫離子和氫氧化鈉反應(yīng)生成水，鎂離子、鐵離子和鋁離子都和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化物沉淀，氫氧化鋁易溶于氫氧化鈉溶液中生成偏鋁酸根離子，則沉淀C的成分是Mg（OH）₂、Fe（OH）₃；
氫氧化鋁易溶于氫氧化鈉溶液中生成偏鋁酸根離子，可知溶液D中大量存在的陰離子是AlO₂^-、Cl^-、OH^-，D與過(guò)量二氧化碳反應(yīng)生成Al（OH）₃、NaHCO₃，E為碳酸氫鈉，沉淀F為Al（OH）₃，加熱生成M為Al₂O₃，電解Al₂O₃生成Al，以此來(lái)解答．

解答 解：（1）分離溶液與沉淀的實(shí)驗(yàn)方法是過(guò)濾，故答案為：過(guò)濾；
（2）由上述分析可知，步驟（Ⅱ）中加入的燒堿溶液應(yīng)該是過(guò)量，分離出鋁離子；沉淀B的成分是SiO₂，溶液D中含鋁元素的溶質(zhì)的是NaAlO₂（或AlO₂^-），
故答案為：過(guò)量；SiO₂；NaAlO₂（或AlO₂^-）；
（3）①沉淀F轉(zhuǎn)化為物質(zhì)M的化學(xué)方程式2Al（OH）₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O，故答案為：2Al（OH）₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O；
②溶液D中通入過(guò)量CO₂生成沉淀F的離子方程式為 AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，故答案為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物分離提純，為高頻考點(diǎn)，把握流程中的反應(yīng)、混合物分離方法為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，注意元素化合物與實(shí)驗(yàn)的結(jié)合，題目難度不大．