Question

工業(yè)上用鋁土礦（主要成分為Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂）提取氧化鋁作冶煉鋁的原料，常用①濃NaOH溶液；②CO₂；③鹽酸作為分離過程使用的試劑．分離流程如下：（為使轉(zhuǎn)化完全，各步所用試劑均為過量）

已知：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-
SiO₃^2-+CO₂+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-
回答下列問題：
（1）試劑甲是（填編號，下同）：

 

；試劑乙是：

 

；試劑丙是：

 

．
（2）各步沉淀的化學(xué)式為：沉淀B是：

 

；沉淀C是：

 

；沉淀F是：

 

．
（3）濾液A與試劑乙發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：（若有多個離子反應(yīng)，要分別寫出來）

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題

分析：氧化鋁是兩性氧化物，既溶液強酸又溶于強堿，而Fe₂O₃溶于強酸，不溶于堿，SiO₂只溶于強堿，不溶于酸，
若試劑甲為鹽酸時，則濾液A中含有鋁離子、鐵離子，沉淀B為二氧化硅；試劑乙為NaOH溶液，除去鐵離子，將鋁離子轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根，沉淀C為氫氧化鐵，濾液D中含有偏鋁酸根離子；試劑丙為二氧化碳，將偏鋁酸根轉(zhuǎn)化為沉淀F：氫氧化鋁，氫氧化鋁加熱分解得氧化鋁；
若試劑甲為氫氧化鈉時，則濾液A中含有偏鋁酸根離子、硅酸根離子，沉淀B為氧化鐵；試劑乙為鹽酸，除去硅酸根離子，將偏鋁酸根離子轉(zhuǎn)化為鋁離子，由于加入的試劑必須過量，則試劑丙必須為氨水，而題干中沒有氨水，所以該方案不成立，
根據(jù)以上分析可知：試劑甲為③鹽酸，試劑乙為①濃NaOH溶液，試劑丙為②CO₂，據(jù)此完成解答．

解答： 解：若試劑甲為甲為③鹽酸，則濾液A中含有鋁離子、鐵離子，沉淀B為二氧化硅；試劑乙為①濃NaOH溶液，由于除去鐵離子，將鋁離子轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根離子，沉淀C為Fe（OH）₃，濾液D中含有偏鋁酸根離子；試劑丙為二氧化碳，將偏鋁酸根轉(zhuǎn)化為沉淀F：Fe（OH）₃，F(xiàn)e（OH）₃加熱分解得氧化鋁；
若試劑甲為NaOH時，則濾液A中含有偏鋁酸根離子、硅酸根離子，沉淀B為氧化鐵；試劑乙為鹽酸，除去硅酸根離子，將偏鋁酸根離子轉(zhuǎn)化為鋁離子，由于加入的試劑丙必須過量，則試劑丙必須為氨水，而題干中沒有氨水，所以該方案不成立，
（1）根據(jù)以上分析可知，試劑甲為③鹽酸，試劑乙為①濃NaOH溶液，試劑丙為②CO₂，
故答案為：③；①；②；
（2）沉淀B為不溶于鹽酸的SiO₂，沉淀C為氫氧化鈉與鐵離子反應(yīng)生成的氫氧化鐵沉淀，沉淀F為Al（OH）₃，
故答案為：SiO₂；Fe（OH）₃；Al（OH）₃；
（3）濾液A中含有過量的鹽酸、鐵離子和硫離子，加入過量氫氧化鈉溶液后，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有：OH^-+H⁺=H₂O、Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：OH^-+H⁺=H₂O、Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O．

點評：本題考查了物質(zhì)分離、提純方法及其綜合應(yīng)用，題目難度中等，前面分離、提純的操作過程、反應(yīng)原理為解答關(guān)鍵，試題側(cè)重考查學(xué)生知識遷移能力，注意掌握鋁及其化合物的性質(zhì)及化學(xué)實驗基本操作方法．