Question

工业上用铝土矿（主要成分是Al₂O₃，含Fe₂O₃、MgO等杂质）制取金属铝的工艺流程如下：

请回答下列问题：
（1）在沉淀C中加入过量盐酸，过滤后得到滤液F，若要验证滤液F中含Fe³⁺，可取少量滤液并加入

 

（填试剂名称）．
（2）在实验室中欲从溶液E中得到较纯净的固体NaOH，需要进行的操作顺序是：

 

、趁热过滤、

 

、

 

、洗涤、干燥．
（3）生产过程中，可以循环使用的物质有四种，除NaOH、H₂O、CO₂以外，另外一种物质是

 

（填化学式）．
（4）已知25℃时，Mg（OH）₂的溶度积常数Kap=5.6×10-12．取适量的滤液F，加入一定量的烧碱至达到沉淀溶解平衡，测得pH=13.0，则此温度下残留在溶液中的c（Mg²⁺）=

 

．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：铝土矿的成分中，只有氧化铝能和氢氧化钠之间反应得到偏铝酸钠溶液，氧化铁和氧化镁均是不溶于氢氧化钠的物质，向偏铝酸钠中通过量的二氧化碳气体，可以获得氢氧化铝和碳酸氢钠，碳酸氢钠可以和氢氧化钙之间反应获得碳酸钙和氢氧化钠，碳酸钙高温煅烧可以得到氧化钙和二氧化碳，氢氧化铝能受热分解为氧化铝和水，电解熔融的氧化铝可以获得金属铝和氧气，根据流程中的各物质结合实验基本操作知识来回答即可．

解答： 解：铝土矿的成分中，只有氧化铝能和氢氧化钠之间反应得到偏铝酸钠溶液，氧化铁和氧化镁均是不溶于氢氧化钠的物质，即为沉淀C的成分，所以B的成分是偏铝酸钠和氢氧化钠，向偏铝酸钠中通过量的二氧化碳气体，可以获得氢氧化铝和碳酸氢钠，B中通入的气体是二氧化碳，碳酸氢钠可以和氢氧化钙之间反应获得碳酸钙和氢氧化钠，碳酸钙高温煅烧可以得到氧化钙和二氧化碳，氢氧化铝能受热分解为氧化铝和水，电解熔融的氧化铝可以获得金属铝和氧气．
（1）要验证滤液F中含Fe³⁺，可取少量滤液并加入硫氰化钾溶液，看溶液是否变红色来检验，故答案为：硫氰化钾溶液；
（2）从氢氧化钠溶液中获得氢氧化钠的固体的方法是：加热浓缩（或蒸发浓缩）趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故答案为：加热浓缩（或蒸发浓缩）；冷却结晶；过滤；
（3）物质Y是氢氧化钙，碳酸钙高温下分解得到CaO和二氧化碳，其中氧化钙也是可以循环使用的，用来制取氢氧化钙即可，故答案为：CaO；
（4）根据氢氧化镁的Ksp=c（Mg²⁺）?c（OH^-）²，则c（Mg²⁺）=

Ksp

c(OH-)2

=

5.6×10-12

0．12

mol/L=5.6×10^-10mol?L^-1，故答案为：5.6×10^-10mol?L^-1．

点评：本题主要考查了元素化合物中金属铝、铁的性质，解题时要将知识灵活运用于实验的设计，题目难度不大．