Question

13．从铝土矿（成分是Al₂O₃，含SiO₂、Fe₂O₃、MgO等杂质）中提取氧化铝的工艺流程如图

则回答下列问题：
（1）操作1的名称为过滤，用到的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外，还需漏斗；
（2）沉淀C的成分为Fe（OH）₃、Mg（OH）₂（写化学式）；
（3）设计最简实验证明滤液D中Fe³⁺已沉淀完全（写出操作、现象及结论，试剂任选）：取2mL滤液D于试管中，再向其中加入2滴KSCN溶液，溶液无血红色出现，则证明Fe³⁺已沉淀完全．
（4）滤液E中的主要溶质的化学式为NaCl、NaHCO₃；
（5）写出步骤⑤的化学方程式2Al₂O₃$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑．

Answer 1

分析 铝土矿的主要成分是Al₂O₃，含SiO₂、Fe₂O₃、MgO等杂质，由流程可知，加足量盐酸过滤得到沉淀A为SiO₂，溶液B中含Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺，加过量NaOH溶液过滤得到沉淀C为Fe（OH）₃、Mg（OH）₂，滤液D中含偏AlO₂^-，D中通入过量CO₂后过滤得到Al（OH）₃，E中含有NaCl和NaHCO₃，Al（OH）₃受热分解Al₂O₃，电解熔融Al₂O₃得到Al；
（1）分离难溶性固体和溶液采用过滤方法，用到的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外，还需漏斗；
（2）沉淀C为Fe（OH）₃、Mg（OH）₂；
（3）Fe³⁺能和KSCN溶液混合产生血红色溶液，可以用KSCN溶液检验铁离子；
（4）滤液E中的主要溶质的化学式为NaCl、NaHCO₃；
（5）步骤⑤为电解熔融氧化铝．

解答 解：铝土矿的主要成分是Al₂O₃，含SiO₂、Fe₂O₃、MgO等杂质，由流程可知，加足量盐酸过滤得到沉淀A为SiO₂，溶液B中含Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺，加过量NaOH溶液过滤得到沉淀C为Fe（OH）₃、Mg（OH）₂，滤液D中含偏AlO₂^-，D中通入过量CO₂后过滤得到Al（OH）₃，E中含有NaCl和NaHCO₃，Al（OH）₃受热分解Al₂O₃，电解熔融Al₂O₃得到Al；
（1）分离难溶性固体和溶液采用过滤方法，所以操作1是过滤，用到的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外，还需漏斗，故答案为：过滤；漏斗；
（2）沉淀C为Fe（OH）₃、Mg（OH）₂，故答案为：Fe（OH）₃、Mg（OH）₂；
（3）Fe³⁺能和KSCN溶液混合产生血红色溶液，可以用KSCN溶液检验铁离子，其检验方法为再向其中加入2滴KSCN溶液，溶液无血红色出现，则证明Fe³⁺已沉淀完全，
故答案为：再向其中加入2滴KSCN溶液，溶液无血红色出现，则证明Fe³⁺已沉淀完全；
（4）滤液E中的主要溶质的化学式为NaCl、NaHCO₃，故答案为：NaCl、NaHCO₃；
（5）步骤⑤为电解熔融氧化铝，反应方程式为2Al₂O₃$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，故答案为：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑．

点评 本题以元素化合物为载体考查物质分离和提纯，为高频考点，侧重考查学生分析推断及基本操作能力，明确物质性质及实验基本操作是解本题关键，知道流程图中发生的反应及操作方法，题目难度不大．