Question

9．工业上用铝土矿（含氧化铝、氧化铁）制取铝的过程如下：

请回答下列问题：
（1）沉淀C的化学式为Fe₂O₃．
（2）操作I、操作II、操作III都是过滤（填操作名称），实验室要洗涤Al（OH）₃沉淀，如何检验该沉淀已洗干净取最后一次洗涤液，加入BaCl₂溶液，若无白色沉淀，则洗净．
（3）生产过程中，除NaOH、H₂O可以循环使用外，还可以循环使用的物质有CaO和CO₂（填化学式）．

Answer 1

分析 铝土矿中氧化铝和氧化铁，向铝土矿中加入NaOH溶液，发生反应Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O，氧化铁不溶于NaOH溶液，然后过滤，得到溶液B为NaOH、NaAlO₂混合溶液，沉淀C为Fe₂O₃，向溶液B中通入CO₂，发生反应2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-、2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O，然后过滤得到沉淀Al（OH）₃和Na2CO3溶液，向溶液中加入CaO，发生反应Na₂CO₃+CaO+H₂O═2NaOH+CaCO₃↓，然后过滤，将NaOH循环利用；将Al（OH）₃加热得到Al₂O₃，电解熔融Al₂O₃得到Al．
（1）沉淀C为氧化铁；
（2）分离难溶性固体和溶液采用过滤方法；氢氧化铝沉淀吸附硫酸根离子，用盐酸酸化的氯化钡溶液检验硫酸根离子；
（3）煅烧碳酸钙得到CaO和CO₂，二者能循环利用．

解答 解：铝土矿中氧化铝和氧化铁，向铝土矿中加入NaOH溶液，发生反应Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O，氧化铁不溶于NaOH溶液，然后过滤，得到溶液B为NaOH、NaAlO₂混合溶液，沉淀C为Fe₂O₃，向溶液B中通入CO₂，发生反应2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-、2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O，然后过滤得到沉淀Al（OH）₃和Na2CO3溶液，向溶液中加入CaO，发生反应Na₂CO₃+CaO+H₂O═2NaOH+CaCO₃↓，然后过滤，将NaOH循环利用．将Al（OH）₃加热得到Al₂O₃，电解熔融Al₂O₃得到Al．
（1）氧化铝能溶于NaOH溶液、氧化铁不溶于NaOH溶液，所以沉淀C为Fe₂O₃，故答案为：Fe₂O₃；
（2）分离难溶性固体和溶液采用过滤方法，操作I、操作II、操作III都是用来分离固体和溶液，操作名称是过滤；氢氧化铝沉淀吸附硫酸根离子，用盐酸酸化的氯化钡溶液检验硫酸根离子，其检验方法为取最后一次洗涤液，加入BaCl₂溶液，若无白色沉淀，则洗净，
故答案为：过滤；取最后一次洗涤液，加入BaCl₂溶液，若无白色沉淀，则洗净；
（3）煅烧碳酸钙得到CaO和CO₂，B生成沉淀需要二氧化碳、碳酸钠转化为碳酸钙需要CaO，所以CaO和CO₂能循环利用，故答案为：CaO和CO₂．

点评 本题考查物质分离和提纯，侧重考查学生分析及知识运用能力，明确物质性质及基本操作方法、反应原理即可解答，知道常见元素化合物知识及常见离子检验方法，题目难度不大．