Question

19．工業(yè)上用鋁土礦（主要成分為Al₂O₃，還有少量的Fe₂O₃，SiO₂等雜質(zhì)）提取氧化鋁作冶煉鋁的原料，提取的操作過程如圖：

（1）Ⅰ和Ⅱ步驟中分離溶液和沉淀的操作是：過濾．
（2）沉淀M中除含有泥沙外，一定還含有Fe₂O（填化學式），生成固體N反應的化學方程式為2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O．
（3）濾液X中，含鋁元素的溶質(zhì)的化學式為NaAlO₂，它屬于鹽（填“酸”、“堿”或“鹽”）類物質(zhì)．
（4）實驗室里常往AlCl₃溶液中加入氨水（填“氨水”或“NaOH溶液”）來制取Al（OH）₃，該反應的離子方程式為Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺．
（5）濾液Y中除了含有Na₂CO₃或NaHCO₃外，一定還含有硅酸鈉（或Na₂SiO₃）．

Answer 1

分析 Fe₂O₃和氫氧化鈉不反應，而氧化鋁、二氧化硅能反應，步驟I利用過濾除去Fe₂O₃，沉淀M為氧化鐵等不溶物，溶液X含有偏鋁酸鈉、硅酸鈉，步驟II通入二氧化碳，控制條件使鋁離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，過濾得氫氧化鋁，加熱分解氫氧化鋁得到氧化鋁，濾液Y含有硅酸鹽、碳酸鹽．
（1）分離固體與溶液的方法為過濾；
（2）由工藝流程可知，M為Fe₂O₃，N為Al₂O₃；
（3）溶液X含有偏鋁酸鈉，屬于鹽；
（4）氫氧化鋁溶于強堿，實驗室通常用弱堿氨水與鋁鹽制備氫氧化鋁沉淀，氨水與氯化鋁反應生成氫氧化鋁與氯化銨；
（5）由流程可知濾液Y中除了含有Na₂CO₃或NaHCO₃外，一定還含有硅酸鈉．

解答 解：Fe₂O₃和氫氧化鈉不反應，而氧化鋁、二氧化硅能反應，步驟I利用過濾除去Fe₂O₃，沉淀M為氧化鐵等不溶物，溶液X含有偏鋁酸鈉、硅酸鈉，步驟II通入二氧化碳，控制條件使鋁離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，過濾得氫氧化鋁，加熱分解氫氧化鋁得到氧化鋁，濾液Y含有硅酸鹽、碳酸鹽．
（1）I和II步驟分離固體與溶液的方法為過濾；
故答案為：過濾；
（2）由工藝流程可知，M為Fe₂O₃，N為Al₂O₃，由氫氧化鋁加熱分解生成，方程式為2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O，
故答案為：Fe₂O₃，2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O；
（3）由工藝流程可知，濾液X中，含鋁元素的溶質(zhì)的化學式為：NaAlO₂，屬于鹽，
故答案為：NaAlO₂；鹽；Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O、SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O；
（4）氫氧化鋁溶于強堿，實驗室通常用弱堿氨水與鋁鹽制備氫氧化鋁沉淀，氨水與氯化鋁反應生成氫氧化鋁與氯化銨，反應方程式為：Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
故答案為：氨水；Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺．
（5）溶液X含有偏鋁酸鈉、硅酸鈉，步驟II通入二氧化碳，控制條件使鋁離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，過濾得氫氧化鋁，則濾液Y中除了含有Na₂CO₃或NaHCO₃外，一定還含有硅酸鈉，故答案為：硅酸鈉（或Na₂SiO₃）．

點評 本題以工藝流程題形式考查鋁的化合物的性質(zhì)、物質(zhì)的分離提純、處于化學用語書寫等，為高頻考點和常見題型，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，題目有利于培養(yǎng)學生良好的科學素養(yǎng)，難度中等，清楚工藝流程原理是關鍵，是對知識遷移的綜合運用．