Question

某氧化鋁樣品中含有氧化鐵和二氧化硅雜質(zhì)，現(xiàn)欲制取純凈的氧化鋁，某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖的實(shí)驗(yàn)方案．回答下列問(wèn)題：

（1）沉淀A的化學(xué)式是

 

，濾液B的成分是

 

；
（2）步驟③的離子方程式為

 

；
（3）在操作②中要用到的玻璃儀器有

 

；
（4）為了得到更加純凈的Al（OH）₃，過(guò)濾后需要進(jìn)行操作步驟是

 

．
（5）寫出工業(yè)由氧化鋁冶煉鋁的化學(xué)方程式

 

．

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：創(chuàng)新題型,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：Al₂O₃樣品和過(guò)量鹽酸混合，Al₂O₃、Fe₂O₃和HCl發(fā)生反應(yīng)Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂O、Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O，SiO₂和HCl不反應(yīng)，然后過(guò)濾，則沉淀A是SiO₂，濾液A中含有AlCl₃、FeCl₃和HCl，然后向?yàn)V液中加入過(guò)量NaOH溶液，發(fā)生反應(yīng)Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O、Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，則得到的沉淀B是Fe（OH）₃，濾液B中含有NaAlO₂和NaOH，向?yàn)V液B中通入過(guò)量二氧化碳，得到Al（OH）₃，Al（OH）₃加熱分解生成Al₂O₃．

解答： 解：Al₂O₃樣品和過(guò)量鹽酸混合，Al₂O₃、Fe₂O₃和HCl發(fā)生反應(yīng)Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂O、Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O，SiO₂和HCl不反應(yīng)，然后過(guò)濾，則沉淀A是SiO₂，濾液A中含有AlCl₃、FeCl₃和HCl，然后向?yàn)V液中加入過(guò)量NaOH溶液，發(fā)生反應(yīng)Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O、Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，則得到的沉淀B是Fe（OH）₃，濾液B中含有NaAlO₂和NaOH、NaCl，向?yàn)V液B中通入過(guò)量二氧化碳，得到Al（OH）₃，Al（OH）₃加熱分解生成Al₂O₃，
（1）通過(guò)以上分析知，沉淀A的化學(xué)式是SiO₂，濾液B的成分是NaAlO₂和NaOH、NaCl，故答案為：SiO₂；NaAlO₂和NaOH、NaCl；
（2）濾液B中NaOH和偏鋁酸鈉和二氧化碳發(fā)生反應(yīng)，步驟③的離子方程式為AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃+HCO₃^-，故答案為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃+HCO₃^-；
（3）分離難溶性固體和溶液采用過(guò)濾方法，根據(jù)儀器的作用知，在操作②中要用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒，故答案為：燒杯、漏斗和玻璃棒；
（4）氫氧化鋁沉淀表面易吸附離子，為了得到更加純凈的Al（OH）₃，過(guò)濾后需要進(jìn)行操作步驟是洗滌沉淀、干燥，故答案為：洗滌沉淀、干燥；
（5）工業(yè)上電解熔融氧化鋁冶煉Al，反應(yīng)方程式為2Al₂O₃

電解  .

4Al+3O₂ ↑，故答案為：2Al₂O₃

電解  .

4Al+3O₂ ↑．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)分離和提純，涉及金屬的冶煉、物質(zhì)的分離、物質(zhì)之間的反應(yīng)等知識(shí)點(diǎn)，明確物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，注意冶煉Al不能采用電解熔融氯化鋁的方法，為易錯(cuò)點(diǎn)．