Question

铝土矿的主要成分是Al₂O₃和SiO₂等．从铝土矿中提炼Al₂O₃的流程如下：
回答下列问题：
（1）写出反应1的化学方程式

 

；

 

．
（2）滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是

 

，反应2中通入的气体A是

 

．
（3）操作1、2、3所需的玻璃仪器除烧杯外，还需要

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：铝土矿经过氢氧化钠溶液，发生的反应为：2NaOH+SiO₂═Na₂SiO₃+H₂O、2NaOH+Al₂O₃═2NaAlO₂+H₂O，过滤则得滤液Ⅰ为Na₂SiO₃和NaAlO₂溶液，加入CaO，CaO与水生成氢氧化钙，氢氧化钙与硅酸钠反应生成硅酸钙沉淀，则操作2为过滤得到的滤液Ⅱ主要含偏铝酸根，再通气体A即二氧化碳与偏铝酸根反应生成氢氧化铝的沉淀，所以再过滤得B为氢氧化铝，再煅烧分解得到氧化铝；以此解答；
（1）根据以上分析，二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠与水；氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水；
（2）滤液Ⅰ中含有硅酸钠、偏铝酸钠，加入CaO，生成氢氧化钙，氢氧化钙与硅酸钠反应生成硅酸钙沉淀；
由工艺流程可知，B为氢氧化铝，故气体A为二氧化碳，滤液Ⅱ主要是偏铝酸钠，偏铝酸钠溶液通入二氧化碳，生成氢氧化铝与碳酸钠；
（3）根据流程操作1、2、3都为过滤，所需的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒．

解答： 解：铝土矿经过氢氧化钠溶液，发生的反应为：2NaOH+SiO₂═Na₂SiO₃+H₂O、2NaOH+Al₂O₃═2NaAlO₂+H₂O，过滤则得滤液Ⅰ为Na₂SiO₃和NaAlO₂溶液，加入CaO，CaO与水生成氢氧化钙，氢氧化钙与硅酸钠反应生成硅酸钙沉淀，则操作2为过滤得到的滤液Ⅱ主要含偏铝酸根，再通气体A即二氧化碳与偏铝酸根反应生成氢氧化铝的沉淀，所以再过滤得B为氢氧化铝，再煅烧分解得到氧化铝；
（1）二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠与水，反应方程式为：2NaOH+SiO₂═Na₂SiO₃+H₂O，氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，反应方程式为：2NaOH+Al₂O₃═2NaAlO₂+H₂O，
故答案为：2NaOH+SiO₂═Na₂SiO₃+H₂O、2NaOH+Al₂O₃═2NaAlO₂+H₂O；
（2）滤液Ⅰ中含有硅酸钠、偏铝酸钠，加入CaO，生成氢氧化钙，氢氧化钙与硅酸钠反应生成硅酸钙沉淀；
由工艺流程可知，B为氢氧化铝，故气体A为二氧化碳，滤液Ⅱ主要是偏铝酸钠，偏铝酸钠溶液通入二氧化碳，生成氢氧化铝与碳酸钠，反应方程式为：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O═2Al（OH）₃↓+CO₃^2-，
故答案为：CaSiO₃；二氧化碳；
（3）根据流程操作1、2、3都为过滤，所需的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，故答案为：漏斗、玻璃棒．

点评：本题考查化学工艺流程、无机物推断等，题目难度中等，理解工艺流程是解题的关键，需要学生基本扎实的据此与运用知识分析解决问题的能力．