Question

工業(yè)上用鋁士礦（主要成分是Al₂O₃，還有少量Fe₂O₃、SiO₂）提取、冶煉氧化
鋁，然后電解氧化鋁生產(chǎn)鋁．其生產(chǎn)工藝流程如下圖：
（1）原料A的名稱是

 

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（2）步驟①反應(yīng)的離子方程式是

 

．
（3）濾液1中要加入稍過量原料B，原料B的化學(xué)式是

 

，步驟②反應(yīng)的離子方程式是

 

．
（4）步驟③反應(yīng)的離子方程式是

 

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Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：SiO₂和鹽酸不反應(yīng)，F(xiàn)e₂O₃和氫氧化鈉不反應(yīng)而氧化鋁能反應(yīng)，向偏鋁酸鈉中通入過量的二氧化碳可以生成氫氧化鋁沉淀．
由工藝流程可知步驟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)加入氫氧化鈉，除去鐵離子，將鋁離子轉(zhuǎn)化為AlO₂^-，所以濾液①中含有Al³⁺，步驟①應(yīng)為加入鹽酸，除去SiO₂．

解答： 解：由工藝流程可知步驟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)加入氫氧化鈉，所以濾液①中含有Al³⁺，步驟①應(yīng)為加入鹽酸，除去SiO₂．
（1）由上述分析可知，步驟①加入鹽酸，除去SiO₂，所以原料A為鹽酸，故答案為：鹽酸；
（2）氧化鋁與酸反應(yīng)離子方程式為Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O，氧化鐵與鹽酸反應(yīng)離子方程式為Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，
故答案為：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；
（3）步驟①加入過量鹽酸，濾液①中含有Al³⁺、Fe³⁺、H⁺等，應(yīng)加入氫氧化鈉，除去鐵離子，將鋁離子轉(zhuǎn)化為AlO₂^-，反應(yīng)為Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，F(xiàn)e³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，故答案為：NaOH；Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O、）、Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓；
（4）濾液②含有AlO₂^-，步驟③通入二氧化碳，與AlO₂^-反應(yīng)生成的沉淀為氫氧化鋁，反應(yīng)離子方程式為AlO₂^-+2H₂O+CO₂=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
故答案為：AlO₂^-+2H₂O+CO₂=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．

點(diǎn)評(píng)：本題以框圖題形式考查鋁的化合物的性質(zhì)，難度中等，清楚冶煉鋁工藝流程原理，是對(duì)知識(shí)遷移的綜合運(yùn)用．