Question

13．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，生成红褐色沉淀，滤液A、B显酸性．
①滤液A中加入漂白液，发生氧化还原反应生成红褐色沉淀，用离子方程式表示为：2Fe²⁺+ClO^-+5H₂O=2Fe（OH）₃↓+Cl^-+4H⁺
②使滤液B中的铝元素以沉淀析出，可选用的最好试剂为C（填代号）．
A．氢氧化钠溶液    B．硫酸溶液        C．氨水      D．二氧化碳
（2）由滤液B制备少量无水AlCl₃
①由滤液B制备氯化铝晶体（将AlCl₃6H₂O）涉及的操作为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤（填操作名称）、洗涤．
②将AlCl₃6H₂O溶于浓硫酸进行蒸馏，也能得到一定量的无水AlCl₃，此原理是利用浓硫酸下列性质中的②③（填序号）．
①氧化性  ②吸水性  ③难挥发性  ④脱水性
（3）SiO₂和NaOH焙烧制备硅酸钠，可采用的装置为B（填代号）．

Answer 1

分析 由流程可知，铝土矿（主要成分为Al₂O₃，还含有Fe₂O₃、FeO、SiO₂）加入稀盐酸，得到滤渣为二氧化硅，滤液A中含有铁离子、亚铁离子和铝离子；加入漂白液后亚铁离子氧化成铁离子，铁离子水解生成氢氧化铁沉淀；滤液B为氯化铝溶液；二氧化硫与氢氧化钠在铁坩埚中焙烧生成硅酸钠，
（1）①发生氧化还原反应，红褐色沉淀为氢氧化铁；
②滤液B中铝元素为氯化铝，氢氧化铝溶液能溶于强酸强碱，不溶于弱碱；
（2）①得到含结晶水的晶体，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤；
②得到无水氯化铝，溶于浓硫酸进行蒸馏，浓硫酸吸收水、难挥发，与脱水性、强氧化性无关；
（3）A．蒸发皿中含有二氧化硅和氢氧化钠反应；
B．铁坩埚可以熔融二氧化硅和氢氧化钠；
C．玻璃中含二氧化硅和氢氧化钠反应；
D．玻璃中含二氧化硅和氢氧化钠反应．

解答 解：由流程可知，铝土矿（主要成分为Al₂O₃，还含有Fe₂O₃、FeO、SiO₂）加入稀盐酸，得到滤渣为二氧化硅，滤液A中含有铁离子、亚铁离子和铝离子；加入漂白液后亚铁离子氧化成铁离子，铁离子水解生成氢氧化铁沉淀；滤液B为氯化铝溶液；二氧化硫与氢氧化钠在铁坩埚中焙烧生成硅酸钠，
（1）①滤液A中加入漂白液，发生氧化还原反应生成红褐色沉淀，用离子方程式表示为2Fe²⁺+ClO^-+5H₂O=2Fe（OH）₃↓+Cl^-+4H⁺，
故答案为：2Fe²⁺+ClO^-+5H₂O=2Fe（OH）₃↓+Cl^-+4H⁺；
②A．氢氧化钠溶液可以沉淀铝离子但过了会溶解氢氧化铝，氢氧化钠不是最佳试剂，故A错误；
B．硫酸溶液不与铝离子反应，故B错误；
C．一水合氨是弱碱不能溶解氢氧化铝，过量的氨水和铝离子形成氢氧化铝沉淀过滤得到氢氧化铝固体，故C正确；
D．二氧化碳和氯化铝不反应，无法生成氢氧化铝沉淀，故D错误；
故答案为：C；
（2）①得到含结晶水的晶体，涉及的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤，故答案为：蒸发浓缩；过滤；
②AlCl₃能水解，直接加热AlCl₃•6H₂O，水解彻底生成氢氧化铝，得不到氯化铝，浓硫酸具有吸水性，能吸收AlCl₃•6H₂O中的水，且浓硫酸不挥发，能抑制氯化铝水解，利用浓硫酸的吸水性与难挥发性，
故选：②③；
（3）A．蒸发皿中含有二氧化硅和氢氧化钠反应，故A不符合；
B．铁坩埚可以熔融二氧化硅和氢氧化钠，故B符合；
C．玻璃中含二氧化硅和氢氧化钠反应，故C不符合；
D．瓷坩埚含有二氧化硅和氢氧化钠反应，且烧杯不能用于固体高温加热，故D不符合；
故答案为：B．

点评 本题考查物质的制备实验，为高频考点，把握制备实验流程、实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意元素化合物知识及实验基本操作的综合运用，题目难度不大．