Question

17．硝酸鋁是一種常見(jiàn)常見(jiàn)媒染劑．工業(yè)上用含鋁廢料（主要含Al、Al₂O₃、Fe₃O₄、SiO₂等）制取硝酸鋁晶體[Al（NO₃）₃•9H₂O]及鋁單質(zhì)的流程如下：

（1）寫出反應(yīng)Ⅰ中Fe₃O₄參加反應(yīng)的離子方程式：Fe₃O₄+8H⁺=Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O．
（2）寫出反應(yīng)Ⅱ的離子方程式：H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（3）該流程中有一處設(shè)計(jì)不合理，請(qǐng)指出并加以改正：反應(yīng)Ⅲ使用過(guò)量NaOH錯(cuò)誤，應(yīng)改為氨水．
（4）寫出反應(yīng)Ⅵ的化學(xué)方程式：2Al₂O₃（熔融）$\frac{\underline{\;\;\;電解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑．

Answer 1

分析 由實(shí)驗(yàn)流程可知，加鹽酸，Al、Al₂O₃均轉(zhuǎn)化為Al³⁺，F(xiàn)e₃O₄轉(zhuǎn)化為Fe²⁺、Fe³⁺，只有SiO₂不反應(yīng)，則過(guò)濾得到的濾渣I為SiO₂，反應(yīng)Ⅱ中過(guò)氧化氫與亞鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，調(diào)節(jié)pH使鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀，過(guò)濾得到的濾渣Ⅱ?yàn)镕e（OH）₃，反應(yīng)Ⅲ中鋁離子轉(zhuǎn)化為AlO₂^-，應(yīng)利用氨水使鋁離子轉(zhuǎn)化為Al（OH）₃，反應(yīng)Ⅵ中電解熔融氧化鋁得到Al，以此來(lái)解答．

解答 解：由實(shí)驗(yàn)流程可知，加鹽酸，Al、Al₂O₃均轉(zhuǎn)化為Al³⁺，F(xiàn)e₃O₄轉(zhuǎn)化為Fe²⁺、Fe³⁺，只有SiO₂不反應(yīng)，則過(guò)濾得到的濾渣I為SiO₂，反應(yīng)Ⅱ中過(guò)氧化氫與亞鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，調(diào)節(jié)pH使鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀，過(guò)濾得到的濾渣Ⅱ?yàn)镕e（OH）₃，反應(yīng)Ⅲ中鋁離子轉(zhuǎn)化為AlO₂^-，應(yīng)利用氨水使鋁離子轉(zhuǎn)化為Al（OH）₃，反應(yīng)Ⅵ中電解熔融氧化鋁得到Al，
（1）反應(yīng)Ⅰ中Fe₃O₄參加反應(yīng)的離子方程式為Fe₃O₄+8H⁺=Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O，故答案為：Fe₃O₄+8H⁺=Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O；
（2）反應(yīng)Ⅱ的離子方程式為H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，故答案為：H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）該流程中有一處設(shè)計(jì)不合理，指出并加以改正為反應(yīng)Ⅲ使用過(guò)量NaOH錯(cuò)誤，應(yīng)改為氨水，故答案為：反應(yīng)Ⅲ使用過(guò)量NaOH錯(cuò)誤，應(yīng)改為氨水；
（4）反應(yīng)Ⅵ的化學(xué)方程式為2Al₂O₃（熔融）$\frac{\underline{\;\;\;電解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑，故答案為：2Al₂O₃（熔融）$\frac{\underline{\;\;\;電解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物分離提純的綜合應(yīng)用，為高頻考點(diǎn)，把握流程中的反應(yīng)、混合物分離方法等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，注意Fe、Al及其化合物的性質(zhì)，題目難度不大．