Question

工業(yè)上用鋁土礦（主要成分為Al₂O₃，還含有Fe₂O₃，SiO₂），提取冶煉鋁的原料氧化鋁．提取的操作過程如下：

已知：2NaAlO₂+4H₂SO₄（過量）═Al₂（SO₄）₃+Na₂SO₄+4H₂O
（1）實驗室完成步驟①-③都有的實驗操作為

 

，該實驗操作所需要的玻璃儀器除燒杯外還需要

 

；
（2）步驟①反應的化學方程式是：

 

（3）步驟①后所得殘渣主要成分為：

 

（填化學式）；濾液1中要加入過量稀硫酸，所得沉淀的是

 

（填化學式）．
（4）步驟③通入NH₃后得到Al（OH）₃的離子方程式是：

 

．
（5）步驟④反應的化學方程式是：

 

．

Answer 1

考點：鎂、鋁的重要化合物

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：向鋁土礦中加入足量燒堿溶液后，氧化鋁是兩性氧化物，既溶液強酸又溶于強堿．Fe₂O₃不溶于堿，SiO₂溶于強堿，則在①得到的濾液1中含有偏鋁酸根離子、硅酸根離子，濾渣為氧化鐵；步驟②為向濾液1中加硫酸，硅酸根離子變?yōu)楣杷岢恋恚�偏鋁酸根離子轉化為鋁離子，進入濾液，故濾液2中含有鋁離子；步驟③為向濾液2中通氨氣，將鋁離子轉化為氫氧化鋁沉淀，加熱氫氧化鋁得氧化鋁．

解答： 解：向鋁土礦中加入足量燒堿溶液后，氧化鋁是兩性氧化物，既溶液強酸又溶于強堿．Fe₂O₃不溶于堿，SiO₂溶于強堿，則在①得到的濾液1中含有偏鋁酸根離子、硅酸根離子，濾渣為氧化鐵；步驟②為向濾液1中加硫酸，硅酸根離子變?yōu)楣杷岢恋�，偏鋁酸根離子轉化為鋁離子，進入濾液，故濾液2中含有鋁離子；步驟③為向濾液2中通氨氣，將鋁離子轉化為氫氧化鋁沉淀，加熱氫氧化鋁得氧化鋁．
（1）實驗室完成步驟①②③后，均得到沉淀和濾液，故三步均有的實驗操作為過濾，過濾用到的玻璃儀器有：燒杯、漏斗、玻璃棒，故該實驗操作所需要的玻璃儀器除燒杯外還需要漏斗和玻璃棒；
故答案為：過濾；漏斗、玻璃棒；
（2）向鋁土礦（主要成分為Al₂O₃，還含有Fe₂O₃，SiO₂）中加入足量燒堿溶液后，Fe₂O₃不溶于堿，氧化鋁是兩性氧化物，既溶液強酸又溶于強堿，發(fā)生反應：Al₂O₃+2NaOH═2NaAlO₂+H₂O，SiO₂溶于強堿，發(fā)生反應：SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O；
故答案為：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O，SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O；
（3）Fe₂O₃與氫氧化鈉溶液不反應，過濾后所得殘渣為Fe₂O₃；濾液1中含有偏鋁酸根離子、硅酸根離子，加入過量稀硫酸，發(fā)生反應：AlO₂^-+4H⁺═Al³⁺+2H₂O和 SiO₃²⁺+2H⁺═H₂SiO₃↓，所得沉淀的是：H₂SiO₃；
故答案為：Fe₂O₃；H₂SiO₃；
（4）濾液2中含有的離子為Al³⁺，步驟③通入NH₃后，Al³⁺和NH₃?H₂O反應，離子方程式為：3NH₃?H₂O+Al³⁺═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺或3NH₃+3H₂O+Al³⁺═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
故答案為：3NH₃?H₂O+Al³⁺═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺或3NH₃+3H₂O+Al³⁺═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（5）步驟④為氫氧化鋁受熱分解：2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O，故答案為：2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O．

點評：本題以框圖題形式考查鋁的化合物的性質，清楚提取的操作過程原理，能熟練對知識遷移進行綜合運用是解答的關鍵，題目難度中等．