Question

17．硝酸铝是一种常见常见媒染剂．工业上用含铝废料（主要含Al、Al₂O₃、Fe₃O₄、SiO₂等）制取硝酸铝晶体[Al（NO₃）₃•9H₂O]及铝单质的流程如下：

（1）写出反应Ⅰ中Fe₃O₄参加反应的离子方程式：Fe₃O₄+8H⁺=Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O．
（2）写出反应Ⅱ的离子方程式：H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（3）该流程中有一处设计不合理，请指出并加以改正：反应Ⅲ使用过量NaOH错误，应改为氨水．
（4）写出反应Ⅵ的化学方程式：2Al₂O₃（熔融）$\frac{\underline{\;\;\;电解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑．

Answer 1

分析 由实验流程可知，加盐酸，Al、Al₂O₃均转化为Al³⁺，Fe₃O₄转化为Fe²⁺、Fe³⁺，只有SiO₂不反应，则过滤得到的滤渣I为SiO₂，反应Ⅱ中过氧化氢与亚铁离子发生氧化还原反应，调节pH使铁离子转化为沉淀，过滤得到的滤渣Ⅱ为Fe（OH）₃，反应Ⅲ中铝离子转化为AlO₂^-，应利用氨水使铝离子转化为Al（OH）₃，反应Ⅵ中电解熔融氧化铝得到Al，以此来解答．

解答 解：由实验流程可知，加盐酸，Al、Al₂O₃均转化为Al³⁺，Fe₃O₄转化为Fe²⁺、Fe³⁺，只有SiO₂不反应，则过滤得到的滤渣I为SiO₂，反应Ⅱ中过氧化氢与亚铁离子发生氧化还原反应，调节pH使铁离子转化为沉淀，过滤得到的滤渣Ⅱ为Fe（OH）₃，反应Ⅲ中铝离子转化为AlO₂^-，应利用氨水使铝离子转化为Al（OH）₃，反应Ⅵ中电解熔融氧化铝得到Al，
（1）反应Ⅰ中Fe₃O₄参加反应的离子方程式为Fe₃O₄+8H⁺=Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O，故答案为：Fe₃O₄+8H⁺=Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O；
（2）反应Ⅱ的离子方程式为H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，故答案为：H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）该流程中有一处设计不合理，指出并加以改正为反应Ⅲ使用过量NaOH错误，应改为氨水，故答案为：反应Ⅲ使用过量NaOH错误，应改为氨水；
（4）反应Ⅵ的化学方程式为2Al₂O₃（熔融）$\frac{\underline{\;\;\;电解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑，故答案为：2Al₂O₃（熔融）$\frac{\underline{\;\;\;电解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑．

点评 本题考查混合物分离提纯的综合应用，为高频考点，把握流程中的反应、混合物分离方法等为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意Fe、Al及其化合物的性质，题目难度不大．