Question

7．工業(yè)上從鋁土礦（主要成分是Al₂O₃，還含有SiO₂、Fe₂O₃等雜質）中提取鋁可架用如圖工藝流程：

已知：SiO₂不溶于水且不與鹽酸反應．
請回答下列問題：
（1）圖中涉及分離溶液與沉淀的實驗方法是過濾（填操作名稱）．
（2）步驟（Ⅱ）中加入的燒堿溶液應該是過量（填“少量”或“過量”）．沉淀B的成分是SiO₂（填化學式，下同）；溶液D中含鋁元素的溶質的是NaAlO₂（或AlO₂^-）．
（3）①物質M在生產生活中有重要用途，寫出沉淀F轉化為物質M的化學方程式：2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O；
②溶液D中通入過量CO₂生成沉淀F的離子方程式為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．

Answer 1

分析 由流程可知，鋁土礦加過量鹽酸溶解，MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃和HCl反應溶解發(fā)生MgO+2HCl=MgCl₂+H₂O、Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O、Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂O，而SiO₂不與鹽酸反應，可知沉淀B為SiO₂；
濾液A中含有的陽離子有Fe³⁺、Al³⁺、Mg²⁺、H⁺，加入過量燒堿，氫離子和氫氧化鈉反應生成水，鎂離子、鐵離子和鋁離子都和氫氧化鈉反應生成氫氧化物沉淀，氫氧化鋁易溶于氫氧化鈉溶液中生成偏鋁酸根離子，則沉淀C的成分是Mg（OH）₂、Fe（OH）₃；
氫氧化鋁易溶于氫氧化鈉溶液中生成偏鋁酸根離子，可知溶液D中大量存在的陰離子是AlO₂^-、Cl^-、OH^-，D與過量二氧化碳反應生成Al（OH）₃、NaHCO₃，E為碳酸氫鈉，沉淀F為Al（OH）₃，加熱生成M為Al₂O₃，電解Al₂O₃生成Al，以此來解答．

解答 解：（1）分離溶液與沉淀的實驗方法是過濾，故答案為：過濾；
（2）由上述分析可知，步驟（Ⅱ）中加入的燒堿溶液應該是過量，分離出鋁離子；沉淀B的成分是SiO₂，溶液D中含鋁元素的溶質的是NaAlO₂（或AlO₂^-），
故答案為：過量；SiO₂；NaAlO₂（或AlO₂^-）；
（3）①沉淀F轉化為物質M的化學方程式2Al（OH）₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O，故答案為：2Al（OH）₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O；
②溶液D中通入過量CO₂生成沉淀F的離子方程式為 AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，故答案為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．

點評 本題考查混合物分離提純，為高頻考點，把握流程中的反應、混合物分離方法為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的考查，注意元素化合物與實驗的結合，題目難度不大．