Question

14．某化工廠的廢液中主要含有Al³⁺、Mg²⁺、K⁺、Cl^-四種離子，某�；瘜W(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，以除去廢液中含有的Mg²⁺、K⁺雜質(zhì)離子，得到AlCl₃溶液并盡可能減少AlCl₃的損失．

（1）寫出混合物中加入足量NaOH溶液時(shí)，溶液中發(fā)生反應(yīng)生成最終產(chǎn)物的離子方程式：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+4OH^-=2H₂O+AlO₂^-．能否用氨水代替NaOH溶液，為什么？否；用氨水，則Mg²⁺、Al³⁺均轉(zhuǎn)化為沉淀，不能分離
（2）溶液a中存在的離子有AlO₂^-、K⁺、Cl^-、Na⁺、OH^-；在溶液a中加入鹽酸時(shí)需控制溶液的pH，為什么？因氫氧化鋁能溶于鹽酸，則向溶液a中滴加鹽酸需控制溶液的pH；為此，改進(jìn)方法是通入過(guò)量的二氧化碳．

Answer 1

分析 由實(shí)驗(yàn)流程可知，加足量的NaOH生成氫氧化鎂沉淀，溶液a中含AlO₂^-、K⁺、Cl^-、Na⁺、OH^-，然后加鹽酸，沉淀c為氫氧化鋁，和鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁，溶液b中含KCl、NaCl，
（1）鎂離子和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀，鋁離子和足量的氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，據(jù)此書寫離子方程式，氨水和鎂離子、鋁離子均生成沉淀，無(wú)法把二者分開；
（2）根據(jù)發(fā)生的反應(yīng)判斷a溶液中存在離子，由于氫氧化鋁為兩性氫氧化物，能溶于強(qiáng)酸，故最佳方案是通入二氧化碳?xì)怏w，氫氧化鋁不溶于二氧化碳溶液中．

解答 解：由實(shí)驗(yàn)流程可知，加足量的NaOH生成氫氧化鎂沉淀，過(guò)濾得到溶液a中含AlO₂^-、K⁺、Cl^-、Na⁺、OH^-，然后加鹽酸，沉淀c為氫氧化鋁，加鹽酸生成氯化鋁，溶液b中含KCl、NaCl；
（1）混合物中鎂離子和鋁離子和氫氧化鈉反應(yīng)，鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，反應(yīng)的離子方程式為：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，鋁離子和足量的氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，反應(yīng)的離子方程式為：Al³⁺+4OH^-=2H₂O+AlO₂^-，用氨水，則Mg²⁺、Al³⁺均轉(zhuǎn)化為沉淀，不能分離，則不能用氨水代替NaOH，
故答案為：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓；Al³⁺+4OH^-=2H₂O+AlO₂^-；否；用氨水，則Mg²⁺、Al³⁺均轉(zhuǎn)化為沉淀，不能分離；
（2）Al³⁺與過(guò)量NaOH反應(yīng)，溶液a中含AlO₂^-、K⁺、Cl^-、Na⁺、OH^-，向溶液a中加入鹽酸，生成氫氧化鋁沉淀，因氫氧化鋁能溶于鹽酸，則向溶液a中滴加鹽酸需控制溶液的pH，向溶液a中加入試劑X的最佳方案是通入過(guò)量的二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，過(guò)濾得到氫氧化鋁固體，反應(yīng)的離子方程式為：CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：AlO₂^-、K⁺、Cl^-、Na⁺、OH^-；因氫氧化鋁能溶于鹽酸，則向溶液a中滴加鹽酸需控制溶液的pH；通入過(guò)量的二氧化碳．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物分離、提純實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，把握實(shí)驗(yàn)流程中發(fā)生的反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋�注意氫氧化鋁的兩性，題目難度不大．