Question

1．工业上用铝土矿（主要成分是Al₂O₃，还有少量的Fe₂O₃、SiO₂）提取冶炼铝的原料氧化铝．工艺流程如图：

（1）原料A的名称是盐酸，步骤①反应的离子方程式Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O．
（2）滤液1中要加入稍过量原料B，原料B的化学式是NaOH，步骤②的离子方程式是：H⁺+OH^-=H₂O、Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
（3）如果省去步骤①，即溶解铝土矿是从加入原料B开始，后续操作不变，则会使最后加热获得的氧化铝含有SiO₂（填化学式）杂质．

Answer 1

分析 石灰石煅烧得到CaO和CO₂，向滤液2中加入足量石灰石煅烧产物之一，得到沉淀，加热沉淀得到氧化铝，则该沉淀为Al（OH）₃，CO₂通入偏铝酸盐溶液中得到Al（OH）₃，所以原料B为强碱溶液，A为盐酸溶液，铝土矿中加入足量HCl，Al₂O₃、Fe₂O₃和稀盐酸反应生成AlCl₃、FeCl₃，SiO₂不溶于稀盐酸，然后采用过滤方法得到残渣SiO₂，滤液1中含有HCl、AlCl₃、FeCl₃，向滤液中加入足量NaOH溶液，AlCl₃、FeCl₃分别生成NaAlO₂、Fe（OH）₃，采用过滤方法得到沉淀Al（OH）₃，滤液2中含有NaAlO₂，向NaAlO₂通入过量二氧化碳，生成Al（OH）₃和NaHCO₃，过滤得到的滤液3中溶质为NaHCO₃，
（1）原料A的名称是稀盐酸，步骤①中氧化铝、氧化铁和稀盐酸反应生成盐和水；
（2）滤液1中要加入稍过量原料B，原料B的化学式是NaOH，酸和铁离子、铝离子和氢氧根离子反应；
（3）如果省去步骤①，即溶解铝土矿是从加入原料B开始，后续操作不变，二氧化硅和NaOH反应生成可溶性的硅酸钠，硅酸钠和二氧化碳反应生成沉淀硅酸，硅酸受热分解生成二氧化硅．

解答 解：石灰石煅烧得到CaO和CO₂，向滤液2中加入足量石灰石煅烧产物之一，得到沉淀，加热沉淀得到氧化铝，则该沉淀为Al（OH）₃，CO₂通入偏铝酸盐溶液中得到Al（OH）₃，所以原料B为强碱溶液，A为盐酸溶液，铝土矿中加入足量HCl，Al₂O₃、Fe₂O₃和稀盐酸反应生成AlCl₃、FeCl₃，SiO₂不溶于稀盐酸，然后采用过滤方法得到残渣SiO₂，滤液1中含有HCl、AlCl₃、FeCl₃，向滤液中加入足量NaOH溶液，AlCl₃、FeCl₃分别生成NaAlO₂、Fe（OH）₃，采用过滤方法得到沉淀Al（OH）₃，滤液2中含有NaAlO₂，向NaAlO₂通入过量二氧化碳，生成Al（OH）₃和NaHCO₃，过滤得到的滤液3中溶质为NaHCO₃，
（1）原料A的名称是稀盐酸，步骤①中氧化铝、氧化铁和稀盐酸反应生成盐和水，离子方程式分别为Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，
故答案为：盐酸；Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；
（2）滤液1含有HCl、AlCl₃、FeCl₃，要加入稍过量原料B，原料B的化学式是NaOH，酸和铁离子、铝离子和氢氧根离子反应，离子反应方程式为H⁺+OH^-=H₂O、Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：NaOH；H⁺+OH^-=H₂O；Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓；Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（3）如果省去步骤①，即溶解铝土矿是从加入原料B开始，后续操作不变，二氧化硅和NaOH反应生成可溶性的硅酸钠，硅酸钠和二氧化碳反应生成沉淀硅酸，硅酸受热分解生成二氧化硅，所以得到的固体中还含有SiO₂，故答案为：SiO₂．

点评 本题考查物质分离和提纯，为高频考点，明确物质的性质是解本题关键，知道流程图中发生的反应、操作方法及溶液中的溶质，注意氧化铝的两性，注意滤液1中还含有HCl、滤液2中还含有NaOH．