Question

14．某化工廠的廢液中主要含有Al³⁺、Mg²⁺、K⁺、Cl^-四種離子，某�；瘜W興趣小組設計了如圖所示的實驗過程，以除去廢液中含有的Mg²⁺、K⁺雜質(zhì)離子，得到AlCl₃溶液并盡可能減少AlCl₃的損失．

（1）寫出混合物中加入足量NaOH溶液時，溶液中發(fā)生反應生成最終產(chǎn)物的離子方程式：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+4OH^-=2H₂O+AlO₂^-．能否用氨水代替NaOH溶液，為什么？否；用氨水，則Mg²⁺、Al³⁺均轉(zhuǎn)化為沉淀，不能分離
（2）溶液a中存在的離子有AlO₂^-、K⁺、Cl^-、Na⁺、OH^-；在溶液a中加入鹽酸時需控制溶液的pH，為什么？因氫氧化鋁能溶于鹽酸，則向溶液a中滴加鹽酸需控制溶液的pH；為此，改進方法是通入過量的二氧化碳．

Answer 1

分析 由實驗流程可知，加足量的NaOH生成氫氧化鎂沉淀，溶液a中含AlO₂^-、K⁺、Cl^-、Na⁺、OH^-，然后加鹽酸，沉淀c為氫氧化鋁，和鹽酸反應生成氯化鋁，溶液b中含KCl、NaCl，
（1）鎂離子和氫氧化鈉反應生成氫氧化鎂沉淀，鋁離子和足量的氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水，據(jù)此書寫離子方程式，氨水和鎂離子、鋁離子均生成沉淀，無法把二者分開；
（2）根據(jù)發(fā)生的反應判斷a溶液中存在離子，由于氫氧化鋁為兩性氫氧化物，能溶于強酸，故最佳方案是通入二氧化碳氣體，氫氧化鋁不溶于二氧化碳溶液中．

解答 解：由實驗流程可知，加足量的NaOH生成氫氧化鎂沉淀，過濾得到溶液a中含AlO₂^-、K⁺、Cl^-、Na⁺、OH^-，然后加鹽酸，沉淀c為氫氧化鋁，加鹽酸生成氯化鋁，溶液b中含KCl、NaCl；
（1）混合物中鎂離子和鋁離子和氫氧化鈉反應，鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，反應的離子方程式為：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，鋁離子和足量的氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水，反應的離子方程式為：Al³⁺+4OH^-=2H₂O+AlO₂^-，用氨水，則Mg²⁺、Al³⁺均轉(zhuǎn)化為沉淀，不能分離，則不能用氨水代替NaOH，
故答案為：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓；Al³⁺+4OH^-=2H₂O+AlO₂^-；否；用氨水，則Mg²⁺、Al³⁺均轉(zhuǎn)化為沉淀，不能分離；
（2）Al³⁺與過量NaOH反應，溶液a中含AlO₂^-、K⁺、Cl^-、Na⁺、OH^-，向溶液a中加入鹽酸，生成氫氧化鋁沉淀，因氫氧化鋁能溶于鹽酸，則向溶液a中滴加鹽酸需控制溶液的pH，向溶液a中加入試劑X的最佳方案是通入過量的二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，過濾得到氫氧化鋁固體，反應的離子方程式為：CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：AlO₂^-、K⁺、Cl^-、Na⁺、OH^-；因氫氧化鋁能溶于鹽酸，則向溶液a中滴加鹽酸需控制溶液的pH；通入過量的二氧化碳．

點評 本題考查混合物分離、提純實驗方案的設計，為高頻考點，把握實驗流程中發(fā)生的反應為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的考查，注意氫氧化鋁的兩性，題目難度不大．