Question

从铝土矿(主要成分是Al₂O₃，含SiO₂、Fe₂O₃、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下：

请回答下列问题：
(1)流程甲加入盐酸后生成Al^3＋的离子方程式为                                   。
(2)流程乙加入烧碱后生成SiO₃^2-的离子方程式为                                   。
(3)验证滤液B含Fe^3＋，可取少量滤液并加入       (填试剂名称)。
(4)滤液E、K中溶质的主要成分是       (填化学式)，写出该溶质的一种用途：       。
(5)已在298 K时，Mg(OH)₂的溶度积常数K_sp＝5.6×10^－12。取适量的滤液B，加入一定量的烧碱至达到沉淀溶解平衡，测得pH＝13，则此温度下残留在溶液中的c(Mg^2＋)＝       。

Answer 1

(1)Al₂O₃＋6H^＋=2Al^3＋＋3H₂O (2)SiO₂＋2OH^－=SiO₃^2-＋H₂O (3)硫氰化钾(或苯酚溶液等合理答案) (4)NaHCO₃；制纯碱(或做发酵粉等合理答案)(5)5.6×10^－10 mol·L^－1

本题考查从铝土矿中提取氧化铝的工艺流程。铝土矿中的成分能与HCl反应的有Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO，不反应的是SiO₂，所以固体A为SiO₂，滤液B中有Al^3＋、Fe^3＋、Mg^2＋，再加入过量烧碱，Al^3＋＋4OH^－=[Al(OH)₄]^－，Fe^3＋＋3OH^－=Fe(OH)₃↓，Mg^2＋＋2OH^－=Mg(OH)₂↓，沉淀C为Fe(OH)₃、Mg(OH)₂的混合物，滤液D中为Na[Al(OH)₄]、NaOH(过量)，Na[Al(OH)₄]能与CO₂反应，Na[Al(OH)₄]＋CO₂(过量)=Al(OH)₃↓＋NaHCO₃，故滤液E为NaHCO₃，沉淀F为Al(OH)₃，Al(OH)₃灼烧得到Al₂O₃。铝土矿中能与NaOH溶液反应的有Al₂O₃、SiO₂，所以固体X为Fe₂O₃、MgO，Al₂O₃＋2NaOH＋3H₂O=2Na[Al(OH)₄]，SiO₂＋2NaOH=Na₂SiO₃＋H₂O。(5)中应用K_sp的有关计算，K_sp＝c(Mg^2＋)·c²(OH^－)，c(OH^－)＝1.0×10^－1 mol·L^－1，所以c(Mg^2＋)＝＝＝5.6×10^－10(mol·L^－1)。