Question

鋁土礦的主要成分是Al₂O₃，含有雜質(zhì)SiO₂、Fe₂O₃、MgO．工業(yè)上從鋁土礦中提取鋁可采用如下工藝流程：

請回答下列問題：
（1）圖中涉及分離溶液與沉淀的實(shí)驗(yàn)方法是______（填操作名稱）．
（2）沉淀B的成分是______（填化學(xué)式，下同）；
沉淀C的成分是______；
溶液D中大量存在的陰離子是______．
（3）沉淀F轉(zhuǎn)化為物質(zhì)M的化學(xué)方程式為______；
（4）溶液D中通入過量CO₂生成沉淀F的離子方程式為______．

Answer 1

解：（1）分離不溶于水的固體和液體，可用過濾的方法，故答案為：過濾；
（2）鋁土礦加過量鹽酸溶解，MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃和HCl反應(yīng)溶解，反應(yīng)方程式分別為：MgO+2HCl=MgCl₂+H₂O，F(xiàn)e₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O，Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂O．而SiO₂不與鹽酸反應(yīng)，所以沉淀B為不溶物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(yīng)生成水，鎂離子、鐵離子和鋁離子都和氫氧化鈉反應(yīng)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，
所以沉淀C的成分是氫氧化鎂、氫氧化鐵；
氫氧化鎂、氫氧化鐵不溶于氫氧化鈉溶液中，但氫氧化鋁易溶于氫氧化鈉溶液中生成偏鋁酸根離子，所以溶液D中大量存在的陰離子是AlO₂^-、Cl^-、OH^-，
故答案為：SiO₂；Fe（OH）₃、Mg（OH）₂；AlO₂^-、Cl^-、OH^-；
（3）根據(jù)流程圖沉淀F為氫氧化鋁，氫氧化鋁受熱分解生成氧化鋁和水，反應(yīng)為：2Al（OH）₃Al₂O₃+3H₂O，
故答案為：2Al（OH）₃Al₂O₃+3H₂O；
（4）溶液A中含有鎂離子、鐵離子和鋁離子、氫離子，加入過量燒堿，氫離子和氫氧化鈉反應(yīng)生成水，鎂離子、鐵離子和鋁離子都和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化物沉淀，氫氧化鎂、氫氧化鐵不溶于氫氧化鈉溶液中，但氫氧化鋁易溶于氫氧化鈉溶液中生成偏鋁酸根離子，所以溶液D中含偏鋁酸根離子，通入過量CO₂，通入過量CO₂和二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋁和碳酸氫根離子，離子方程式為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，故答案為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
分析：（1）過濾是用來分離不溶性固體和液體混合物的方法；
（2）鋁土礦可以看做MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂組成，鋁土礦加過量鹽酸溶解后，MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃和HCl反應(yīng)溶解，而SiO₂和HCl不反應(yīng)，不能溶解，不溶物為SiO₂；沉淀C為加入燒堿后的沉淀，所以沉淀為氫氧化物，F(xiàn)e（OH）₃、Mg（OH）₂，溶液D中大量存在的陰離子是AlO₂^-、Cl^-、OH^-；
（3）根據(jù)流程圖沉淀F為氫氧化鋁轉(zhuǎn)化為物質(zhì)M為氧化鋁，據(jù)此書寫方程式；
（4）溶液A中含有鎂離子、鐵離子和鋁離子、氫離子，加入過量燒堿，氫離子和氫氧化鈉反應(yīng)生成水，鎂離子、鐵離子和鋁離子都和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化物沉淀，氫氧化鎂、氫氧化鐵不溶于氫氧化鈉溶液中，但氫氧化鋁易溶于氫氧化鈉溶液中生成偏鋁酸根離子，溶液D中通入過量CO₂生成沉淀F，為偏鋁酸根離子和二氧化碳能發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀．
點(diǎn)評：本題主要考查了元素化合物中金屬鋁、鐵的性質(zhì)，解題時(shí)不僅需熟知物質(zhì)間的反應(yīng)原理，還需靈活運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，題目難度不大．