Question

【题目】铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界主要以化合态的形式存在于氧化铝中。铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，冶炼金属铝很重要的一个过程是Al2O3的提纯。由于Al2O3是两性氧化物，而杂质SiO2是酸性氧化物，Fe2O3是碱性氧化物，下图为工业上用酸溶法提取铝土矿中的铝。

回答下列问题：

(1)①中加盐酸后的沉淀主要是___________(化学式)，为了加快铝土矿在盐酸中的溶解，可采取的措施有___________________________（一种即可）。

(2)写出③中可能发生反应的离子方程式。

③_____________________、________________________。

(3)步骤②中不用氨水沉淀Fe3＋的原因：_______________________________________。

Answer 1

【答案】SiO2 粉碎铝土矿、加热、增大盐酸的浓度 OH-+CO2=HCO3- AlO2-+2H2O+CO2= Al(OH)3↓+HCO3- Al(OH)3只能溶于强碱，不能溶于氨水，用氨水不能将Fe(OH)3和Al(OH)3分离

【解析】

铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，步骤①用盐酸溶解，发生的反应有Al2O3+6H+═2Al3++3H2O，Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O，过滤得到滤液为含三价铝和三价铁离子的溶液，沉淀是SiO2，溶液中加入过量的氢氧化钠生成氢氧化铁沉淀和偏铝酸钠溶液甲，甲溶液中通入过量的二氧化碳生成氢氧化铝的沉淀和碳酸氢钠溶液，再灼烧生成氧化铝，以此解题。

(1)铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，步骤①用盐酸溶解，发生的反应有Al2O3+6H+═2Al3++3H2O，Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O，SiO2不反应，加盐酸后的沉淀主要是SiO2，根据影响反应速率的因素，为了加快铝土矿在盐酸中的溶解，可采取的措施有粉碎铝土矿、加热、增大盐酸的浓度。

(2)滤液甲含有偏铝酸钠和氢氧化钠，向溶液中通入过量的二氧化碳，氢氧化钠和过量二氧化碳反应生成碳酸氢钠，偏铝酸钠和二氧化碳反应生成氢氧化铝的沉淀和碳酸氢钠，反应的离子方程式是OH-+CO2=HCO3-、AlO2-+2H2O+CO2= Al(OH)3↓+HCO3-。

(3) Al(OH)3只能溶于强碱，不能溶于氨水，用氨水不能将Fe(OH)3和Al(OH)3分离，所以步骤②中不用氨水沉淀Fe3＋。