Question

2．工業(yè)中以鋁土礦（主要成分為Al₂O₃，另含有Fe₂O₃和SiO₂）為原料冶煉鋁過(guò)程如圖所示．

試回答下列問(wèn)題：
（1）實(shí)驗(yàn)室里過(guò)濾用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒．
（2）不溶物A是SiO₂（填化學(xué)式，下同），不溶物B是Fe（OH）₃．
（3）寫出操作Ⅰ中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，F(xiàn)e³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，寫出生成不溶物C的離子方程式AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-
（4）氧化鋁的熔點(diǎn)高達(dá)2054℃，工業(yè)上為降低能耗，在鋁的電解冶煉時(shí)，采取的措施是加入冰晶石降低氧化鋁熔點(diǎn)．

Answer 1

分析 鋁土礦（主要成分為Al₂O₃，另含有Fe₂O₃和SiO₂）中加入足量稀鹽酸，發(fā)生的反應(yīng)為Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，SiO₂和稀鹽酸不反應(yīng)，然后過(guò)濾，所以濾液A中溶質(zhì)為FeCl₃、AlCl₃、HCl，不溶物A為SiO₂；向A溶液中加入過(guò)量NaOH溶液，發(fā)生的離子反應(yīng)為Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，然后過(guò)濾，濾液B中含有NaAlO₂和NaOH，不溶物B為Fe（OH）₃，向?yàn)V液B中通過(guò)過(guò)量二氧化碳，發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為OH^-+CO₂=HCO₃^-、AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；然后過(guò)濾，得到的溶液C中溶質(zhì)為NaHCO₃，不溶物C是Al（OH）₃，加熱Al（OH）₃，發(fā)生的反應(yīng)為：2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O，電解熔融氧化鋁得到Al，據(jù)此分析回答問(wèn)題．

解答 解：鋁土礦（主要成分為Al₂O₃，另含有Fe₂O₃和SiO₂）中加入足量稀鹽酸，發(fā)生的反應(yīng)為Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，SiO₂和稀鹽酸不反應(yīng)，然后過(guò)濾，所以濾液A中溶質(zhì)為FeCl₃、AlCl₃、HCl，不溶物A為SiO₂；向A溶液中加入過(guò)量NaOH溶液，發(fā)生的離子反應(yīng)為Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，然后過(guò)濾，濾液B中含有NaAlO₂和NaOH，不溶物B為Fe（OH）₃，向?yàn)V液B中通過(guò)過(guò)量二氧化碳，發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為OH^-+CO₂=HCO₃^-、AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；然后過(guò)濾，得到的溶液C中溶質(zhì)為NaHCO₃，不溶物C是Al（OH）₃，加熱Al（OH）₃，發(fā)生的反應(yīng)為：2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O，電解熔融氧化鋁得到Al，
（1）實(shí)驗(yàn)室里過(guò)濾用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和漏斗，故答案為：漏斗；玻璃棒；
（2）上述分析可知不溶物A是SiO₂，不溶物B是為Fe（OH）₃，故答案為：SiO₂；Fe（OH）₃；
（3）操作Ⅰ中所發(fā)生反應(yīng)為：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，操作Ⅱ中生成不溶物C的離子方程式是：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（4）氧化鋁的熔點(diǎn)高達(dá)205℃，工業(yè)上為降低能耗，在鋁的電解冶煉時(shí)，采取的措施是加入冰晶石降低氧化鋁熔點(diǎn)，
故答案為：加入冰晶石降低氧化鋁熔點(diǎn)．

點(diǎn)評(píng) 本題以鋁及其化合物為載體考查物質(zhì)分離和提純，綜合性較強(qiáng)，涉及離子方程式的書寫、物質(zhì)推斷、金屬冶煉、基本操作等知識(shí)點(diǎn)，明確基本操作規(guī)則及儀器用途、離子方程式書寫規(guī)則、電解原理等知識(shí)點(diǎn)即可解答，題目難度中等．