(2011?煙臺模擬)工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3,還含有Fe2O3、SiO2)提取氧化鋁做冶煉鋁的原料,提取的操作過程如下:

可供選擇的試劑:稀鹽酸、NaOH溶液、稀氨水,CO2
請寫出你所設(shè)計的方案中各反應(yīng)的化學方程式.
Al2O3+6HCl═2AlCl3+3H2O,F(xiàn)e2O3+6HCl═2Fe2Cl3+3H2O
Al2O3+6HCl═2AlCl3+3H2O,F(xiàn)e2O3+6HCl═2Fe2Cl3+3H2O
;
AlCl3+4NaOH═Na〔Al(OH)4〕+3NaCl,F(xiàn)eCl3+3NaOH═Fe(OH)3↓+3NaCl
AlCl3+4NaOH═Na〔Al(OH)4〕+3NaCl,F(xiàn)eCl3+3NaOH═Fe(OH)3↓+3NaCl
;
Na〔Al(OH)4〕+CO2═Al(OH)3↓+NaHCO3
Na〔Al(OH)4〕+CO2═Al(OH)3↓+NaHCO3
;
2Al(OH)3
  △  
.
 
Al2O3+3H2O
2Al(OH)3
  △  
.
 
Al2O3+3H2O
分析:氧化鋁是兩性氧化物,既溶液強酸又溶于強堿.只Fe2O3溶于強酸,不溶于堿,SiO2只溶于強堿,不溶于酸.
若①為鹽酸時,則在①得到濾液中含有鋁離子、鐵離子,濾渣為二氧化硅.②為氫氧化鈉溶液,除去鐵離子,將鋁離子轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根,進入②得到濾液.試劑③為二氧化碳,將偏鋁酸根轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀.加熱分解得氧化鋁;
若①為氫氧化鈉時,則在①得到濾液中含有偏鋁酸根離子、硅酸根離子,濾渣為氧化鐵.②為鹽酸,除去硅酸根離子,將偏鋁酸根離子轉(zhuǎn)化為鋁離子,進入②得到濾液.試劑③為氨水,將鋁離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀.加熱分解得氧化鋁.
解答:解:方案一:若①為鹽酸,則在①得到濾液中含有鋁離子、鐵離子,濾渣為二氧化硅.②為氫氧化鈉溶液,除去鐵離子,將鋁離子轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根,進入②得到濾液.試劑③為二氧化碳,將偏鋁酸根轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀.加熱分解得氧化鋁.
①氧化鋁與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和水,反應(yīng)方程式為Al2O3+6HCl═2AlCl3+3H2O,
氧化鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵與水,反應(yīng)方程式為 Fe2O3+6HCl═2Fe2Cl3+3H2O.
故答案為:Al2O3+6HCl═2AlCl3+3H2O,F(xiàn)e2O3+6HCl═2Fe2Cl3+3H2O;
②氯化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成四羥基合鋁酸鈉與氯化鈉,反應(yīng)方程式為AlCl3+4NaOH═Na〔Al(OH)4〕+3NaCl,
氯化鐵與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鐵和氯化鈉,反應(yīng)方程式為 FeCl3+3NaOH═Fe(OH)3↓+3NaCl.
故答案為:AlCl3+4NaOH═Na〔Al(OH)4〕+3NaCl,F(xiàn)eCl3+3NaOH═Fe(OH)3↓+3NaCl;
③四羥基合鋁酸鈉溶液與二氧化碳反應(yīng),生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉,反應(yīng)方程式為Na〔Al(OH)4〕+CO2═Al(OH)3↓+NaHCO3,
故答案為:Na〔Al(OH)4〕+CO2═Al(OH)3↓+NaHCO3
④氫氧化鋁加熱分解生成氧化鋁和水,反應(yīng)方程式為2Al(OH)3
  △  
.
 
Al2O3+3H2O,
故答案為:2Al(OH)3
  △  
.
 
Al2O3+3H2O.
(或若①為氫氧化鈉溶液,則在①得到濾液中含有偏鋁酸根離子、硅酸根離子,濾渣為氧化鐵.②為鹽酸,除去硅酸根離子,將偏鋁酸根離子轉(zhuǎn)化為鋁離子,進入②得到濾液.試劑③為氨水,將鋁離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀.加熱分解得氧化鋁.
①Al2O3+2NaOH+3H2O═2Na〔Al(OH)4〕、SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O;
②Na〔Al(OH)4〕+4HCl═AlCl3+NaCl+4H2O、Na2SiO3+2HCl═H2SiO3↓+2NaCl;
③AlCl3+3NH3?H2O═Al(OH)3↓+3NH4Cl;④2Al(OH)3═Al2O3+3H2O.)
點評:本題以框圖題形式考查鋁的化合物的性質(zhì),難度中等,清楚提取的操作過程原理,是對知識遷移的綜合運用,
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