Question

铝元素在自然界中主要存在于铝土矿（主要成分为Al₂O₃，还含有Fe₂O₃、FeO、SiO₂）中。工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下。

（1）在滤液A中加入漂白液，目的是氧化除铁，所得滤液B显酸性。
①该过程中涉及某氧化还原反应如下，请完成：
□Fe²⁺+□ClO^－+□    =□Fe(OH)₃↓+□C1^－+□       
②检验滤液B中是否还含有铁元素的方法为：
                                                                （注明试剂、现象）。
③将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出，可选用的最好试剂为           （填代号）。
a．氢氧化钠溶液       b．硫酸溶液      c．氨水         d．二氧化碳
④由滤液B制备氯化铝晶体涉及的操作为：边滴加浓盐酸边蒸发浓缩、冷却结晶、          （填操作名称）、洗涤。
（2）SiO₂和NaOH焙烧制备硅酸钠，可采用的装置为       （填代号）。

Answer 1

（1）①2Fe²⁺+1ClO^－+5H₂O＝2Fe(OH)₃↓+1C1^－+4H⁺（2分）
②取少量滤液B，加入KSCN溶液，若不变红，再加入氯水，仍然不变红，说明滤液B中不含铁元素。（其他合理答案均得分）（2分）
③ c（1分）
④过滤（1分）
（2）b（1分）

解析试题分析：（1）①根据方程式可知，铁元素的化合价从＋2价升高到＋3价，失去1个电子。氯元素的化合价从＋1价，降低到－1价，得到2个电子，则根据电子的得失守恒可知，还原剂与氧化剂的物质的量之比是2:1。根据原子守恒与电荷守恒可知，反应前有水参加，反应后有氢离子生成，因此配平后的方程式是2Fe²⁺+ClO^－+5H₂O＝2Fe(OH)₃↓+C1^－+4H⁺。
②由于铁离子能和KSCN溶液发生显色反应，可以鉴别铁离子。而亚铁离子具有还原性，能被氯水氧化生成铁离子，据此可以鉴别滤液B是否含有铁元素。即取少量滤液B，加入KSCN溶液，若不变红，再加入氯水，仍然不变红，说明滤液B中不含铁元素。
③滤液B中的铝元素以Al^3＋的形式存在，要以沉淀形式析出，需要加入碱液。由于氢氧化铝是两性氢氧化物，所以不能选择强碱，最好选择弱碱氨水，答案选c。
④冷却结晶后有晶体析出，因此分离出晶体的实验操作应该是过滤。
（2）a是蒸发操作，不能熔融二氧化硅和氢氧化钠，a不正确；b是铁坩埚，可以熔融二氧化硅和氢氧化钠，b正确；c是试管，不能熔融二氧化硅和氢氧化钠，c不正确；d是瓷坩埚，瓷坩埚中含有二氧化硅能和氢氧化钠反应，不能熔融氢氧化钠，d不正确，答案选b。
考点：考查氧化还原反应的配平、铁元素的检验、氢氧化铝的制备以及仪器的选择等