Question

电解法是冶炼活泼金属的常见方法，从铝土矿（主要成分是Al2O，含Fe2O3﹑MgO等杂质）中提取氧化铝并制取铝的两种工艺流程如下：
请回答下列问题：
（1）流程乙加入NaOH溶液后发生反应的离子方程式为

 

（2）流程甲中①的操作为

 

所用的玻璃仪器有

 

（3）验证滤液B中含Fe³⁺，可采取的方法是

 

（4）滤液E﹑K中溶质的主要成分是

 

（填化学式）写出该物质的一种用途：

 

（5）电解法制取的单质铝可以将铝土矿中的某种金属单质还原出来，写出该反应的化学方程式

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：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Al³⁺、Fe³⁺、Mg²⁺，再加入过量烧碱，Al³⁺+4OH^-=[Al（OH）₄]^-，Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，Mg²⁺+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．

解答： 解：（1）铝土矿中能与氢氧化钠反应的氧化物只有Al₂O₃，故离子方程式可写为：Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O，故答案为：Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O；
（2）流程甲中①的操作是为了分离固体A和滤液B，分离溶液与沉淀，常用过滤的方法；过滤所需要的玻璃仪器有普通漏斗、玻璃棒、烧杯，故答案为：过滤，普通漏斗、玻璃棒、烧杯；
（3）根据KSCN溶液与Fe³⁺的显色反应进行试验操作，故答案为：取少量滤液于试管中，滴加KSCN溶液，若变为血红色，证明有Fe³⁺；
（4）根据工艺流程甲可知，固体A为SiO₂，滤液B含有氯化铝、氯化铁、氯化镁等，沉淀C为氢氧化铁、氢氧化镁，滤液D含有偏铝酸钠、氯化钠，所以向滤液D中通入过量二氧化碳，反应生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠；碳酸氢钠可用于制纯碱或做发酵粉或治疗胃酸过多，故答案为：NaHCO₃，治疗胃酸过多；制取纯碱；
（5）得到的金属铝可以发生铝热反应，从而获得金属单质，铝土矿中含有Fe₂O₃，可与铝单质发生铝热反应，化学方程式可写为：Fe₂O₃+2Al

高温  .

 2Fe+Al₂O₃，故答案为：Fe₂O₃+2Al

高温  .

2Fe+Al₂O₃．

点评：本题考查学生的读图、识表能力，能够迅速在图、表中提取到有用信息，利用信息解决有关问题．主要考查知识点还有：过滤、分液以及等效氢等知识，学生要善于整合表中数据获取信息，准确把握基础实验知识，尤其是物质的分离和提纯实验操作是高中阶段经常考查的问题．