Question

1．工業(yè)上用鋁土礦（主要成分是Al₂O₃，還有少量的Fe₂O₃、SiO₂提取冶煉鋁的原料氧 化鋁．工藝流程如圖：（每步所加試劑均稍過(guò)量）
（1）步驟①中所得殘?jiān)�的成分是SiO₂（用化學(xué)式表示）、流程中分離固體和溶液的方 法是過(guò)濾，所用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和漏斗．
（2）步驟③中若加入過(guò)量的石灰石煅燒產(chǎn)物，則濾液3的成分是碳酸氫鈉，該反應(yīng)的 離子方程是：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
（3）如果省去步驟①，即溶解鋁土礦是從加入原料B開(kāi)始，后續(xù)操作不變，則會(huì)對(duì)氧化 鋁的提取有什么影響若用NaOH溶液溶解鋁土礦，則有部分SiO₂溶解在NaOH溶液中生成硅酸鈉，最后使加熱制得的Al₂O₃混有SiO₂雜質(zhì)．
（4）實(shí)驗(yàn)室里常向AlCl₃溶液中加入氨水來(lái)制取Al（OH）₃，寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺．

Answer 1

分析 鋁土礦的主要成分是Al₂O₃，還有少量的Fe₂O₃、SiO₂，由流程可知，原料A為鹽酸，SiO₂和鹽酸不反應(yīng)，Al₂O₃、Fe₂O₃均與鹽酸反應(yīng)，步驟①分離不溶固體與液體，為過(guò)濾操作，得到殘?jiān)鼮镾iO₂，濾液1含有AlCl₃、FeCl₃及剩余的HCl，加入試劑B得到沉淀與濾液2，步驟②為過(guò)濾，步驟③通入的為二氧化碳，生成的沉淀為氫氧化鋁，所以濾液②含有AlO₂^-，步驟②應(yīng)加入原料B為NaOH，將Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀，將Al³⁺轉(zhuǎn)化為AlO₂^-，氫氧化鋁加入分解得到氧化鋁，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）SiO₂和鹽酸不反應(yīng)，Al₂O₃、Fe₂O₃均與鹽酸反應(yīng)，步驟①分離不溶固體與液體，為過(guò)濾操作，得到殘?jiān)鼮镾iO₂，過(guò)濾需要的玻璃儀器有漏斗、燒杯、玻璃棒；
故答案為：SiO₂；過(guò)濾；漏斗；
（2）濾液②含有AlO₂^-，步驟③通入過(guò)量的二氧化碳，與AlO₂^-反應(yīng)生成的沉淀為氫氧化鋁，反應(yīng)進(jìn)行方程式為：NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃，過(guò)濾沉淀得到的濾液主要成分為NaHCO₃，離子方程式為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
故答案為：碳酸氫鈉；AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（3）如果省去步驟①，即溶解鋁土礦是從加入原料B開(kāi)始，用NaOH溶液溶解鋁土礦，則有部分SiO₂溶解在NaOH溶液中生成硅酸鈉，通入二氧化碳會(huì)生成硅酸沉淀，最后使加熱制得的Al₂O₃混有SiO₂雜質(zhì)；
故答案為：若用NaOH溶液溶解鋁土礦，則有部分SiO₂溶解在NaOH溶液中生成硅酸鈉，最后使加熱制得的Al₂O₃混有SiO₂雜質(zhì)；
（4）向AlCl₃溶液中加入氨水來(lái)制取Al（OH）₃，反應(yīng)的離子方程為：Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
故答案為：Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題以框圖題形式考查化學(xué)工藝流程、物質(zhì)的分離提純、鋁的化合物的性質(zhì)，難度中等，是對(duì)知識(shí)遷移的綜合運(yùn)用．