Question

鋁土礦的主要成分是Al₂O₃，含有雜質(zhì)SiO₂、Fe₂O₃、MgO．工業(yè)上從鋁土礦中提取鋁可采用如圖所示工藝流程：

請回答下列問題：
（1）圖中涉及分離溶液與沉淀的實驗方法是

過濾

（填操作名稱）．
（2）沉淀B的成分是

SiO₂

（填化學(xué)式，下同），B可以用來制普通玻璃，化學(xué)方程式是

Na₂CO₃+SiO₂

高溫  .

Na₂SiO₃+CO₂↑

，

CaCO₃+SiO₂

高溫  .

CaSiO₃+CO₂↑

；沉淀C的成分是

Fe（OH）₃和Mg（OH）₂

；溶液D中存在較多的陰離子是

AlO₂^-，OH^-，Cl^-

．
（3）沉淀F轉(zhuǎn)化為物質(zhì)M的化學(xué)方程式為

2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O

；由物質(zhì)M制取鋁的化學(xué)方程式為

2Al₂O₃（熔融）

電解    .

冰晶石

4Al+3O₂↑

；溶液D中通入過量CO₂生成沉淀F的離子方程式為

CO₂+AlO₂^-+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-

．

Answer 1

分析：Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、MgO中，Al₂O₃、SiO₂與NaOH溶液反應(yīng)，MgO、Fe₂O₃不與NaOH溶液反應(yīng)；除SiO₂不與鹽酸反應(yīng)外，Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO均與鹽酸反應(yīng)；加入過量鹽酸，溶液A為AlCl₃、MgCl₂、FeCl₃，沉淀B為SiO₂，加入過量燒堿，沉淀C為Fe（OH）₃和Mg（OH）₂，溶液D為NaAlO₂，通入過量二氧化碳，溶液E為NaHCO₃，沉淀F為Al（OH）₃，加熱分解得到M為Al₂O₃，經(jīng)電解可得到Al，結(jié)合題目要求可解答該題．

解答：解：Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、MgO中，Al₂O₃、SiO₂與NaOH溶液反應(yīng)，MgO、Fe₂O₃不與NaOH溶液反應(yīng)；除SiO₂不與鹽酸反應(yīng)外，Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO均與鹽酸反應(yīng)；加入過量鹽酸，溶液A為AlCl₃、MgCl₂、FeCl₃，沉淀B為SiO₂，加入過量燒堿，沉淀C為Fe（OH）₃和Mg（OH）₂，溶液D為NaAlO₂，通入過量二氧化碳，溶液E為NaHCO₃，沉淀F為Al（OH）₃，加熱分解得到M為Al₂O₃，經(jīng)電解可得到Al，
（1）分離溶液與沉淀，常用過濾的方法，故答案為：過濾；
（2）由以上分析可知沉淀B的成分是SiO₂，工業(yè)常用純堿、石灰石和石英為原料制造玻璃，反應(yīng)的相關(guān)方程式為Na₂CO₃+SiO₂

高溫  .

Na₂SiO₃+CO₂↑、CaCO₃+SiO₂

高溫  .

CaSiO₃+CO₂↑，沉淀C為Fe（OH）₃和Mg（OH）₂，溶液D主要成分為NaAlO₂，還含有過量的NaOH和NaCl，則溶液中存在的陰離子為AlO₂^-，OH^-，Cl^-，
故答案為：SiO₂；Na₂CO₃+SiO₂

高溫  .

Na₂SiO₃+CO₂↑；CaCO₃+SiO₂

高溫  .

CaSiO₃+CO₂↑；
Fe（OH）₃和Mg（OH）₂；AlO₂^-，OH^-，Cl^-；
（3）沉淀F為Al（OH）₃，加熱分解得到M為Al₂O₃，方程式為2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O，Al₂O₃經(jīng)電解可得到
Al，方程式為2Al₂O₃ （熔融）

電解    .

冰晶石

4Al+3O₂↑，溶液NaAlO₂中通入過量CO₂生成Al（OH）₃沉淀，反應(yīng)的離子方程式為CO₂+AlO₂^-+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O；2Al₂O₃ （熔融）

電解    .

冰晶石

4Al+3O₂↑；
CO₂+AlO₂^-+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-．

點評：本題以推斷題的形式，考查金屬及其化合物的相關(guān)性質(zhì)．對此類題型的考查通常用結(jié)合鋁及其化合物．解題的關(guān)鍵在于熟練掌握“鋁三角”的相關(guān)反應(yīng)，題目難度不大．