Question

某探究小组在实验室中用铝土矿（主要成分为Al₂O₃，还含有Fe₂O₃、SiO₂）提取氧化铝．回答下列问题：

（1）在实验中需用1mol•L^﹣1的NaOH溶液480mL，配制该溶液已有下列仪器：托盘天平（砝码）、胶头滴管、药匙、玻璃棒，还缺少的仪器　　．在灼烧操作中用到下列仪器中的一种，其名称是　　．

写出步骤①中发生反应的离子方程式　　．

（3）操作③中的洗涤操作如何进行？　　．

（4）甲同学在实验室中用如图装置制备CO₂气体，并通入滤液B中制备Al（OH）₃时，结果没有产生预期现象．

乙同学分析认为：甲同学通入CO₂的量不足是导致实验失败的原因之一，你认为乙的分析是否合理？　　．若合理，请用离子方程式解释其原因　（若你认为不合理，该空不作答）．

丙同学分析认为：甲同学通入的CO₂中含有HCl气体，也是导致实验失败的原因，在实验中增加某装置可解决这个问题．请帮助丙同学画出该装置图，并注明试剂名称．

Answer 1

考点： 金属的回收与环境、资源保护．

专题： 实验设计题；元素及其化合物．

分析： （1）依据一定物质的量浓度溶液的配制方法以及仪器的选择回答即可，依据灼烧需要的仪器选择即可；

氧化铝是两性氧化物，既溶液强酸又溶于强碱．只Fe₂O₃溶于强酸，不溶于碱，SiO₂只溶于强碱，不溶于酸．①为盐酸，则在①得到滤液中含有铝离子、铁离子，滤渣为二氧化硅；

（3）依据滤渣的洗涤方法解答即可；

（4）二氧化碳不足量时，只发生CO₂和NaOH的反应；

除去CO₂中的HCl用饱和NaHCO₃溶液，且洗气装置中导气管遵循“长进短出”原则．

解答： 解：（1）在实验中需用1mol•L^﹣1的NaOH溶液480mL，但是实验室中无480mL的容量瓶，依据“大而近”的仪器选择原则，故应选取500mL容量瓶，配制该溶液需要溶解固体，故还需要烧杯，灼烧需要耐高温的材料，故选择坩埚，故答案为：500mL容量瓶、烧杯；坩埚；

①为盐酸，则在①得到滤液中含有铝离子、铁离子，滤渣为二氧化硅．①氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和水，离子反应方程式为：Al₂O₃+6H⁺═2Al³⁺+，氧化铁与盐酸反应生成氯化铁与水，离子反应方程式为：Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O，故答案为：Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、Al₂O₃+6H⁺═2Al³⁺+3H₂O；

（3）滤渣的洗涤方法为：沿玻璃棒向漏斗中注入少量水，使水面浸过沉淀物，并不漫过滤纸边缘，等水滤出后，再次加水洗涤，反复几次，即可把固体洗涤干净，

故答案为：向过滤器中加入蒸馏水，使水刚好没过沉淀物，等水自然流尽后，重复操作2～3次；

（4）滤液中含有过量的NaOH，二氧化碳不足量时，先发生CO₂和NaOH的反应，所以该同学解释合理，离子方程式为2OH^﹣+CO₂=CO₃^2﹣+H₂O，故答案为：合理；2OH^﹣+CO₂=CO₃^2﹣+H₂O；除去CO₂中的HCl用饱和NaHCO₃溶液，且洗气装置中导气管遵循“长进短出”原则，该装置图为，故答案为：．

点评： 本题考查用铝土矿提取氧化铝，理解工艺流程是解题的关键，平时注意分析问题、解决问题的能力的培养，题目难度中等．