Question

铝土矿是工业上制取铝的基本原料．为了除去铝土矿中少量的铁红、石英等杂质制得纯净的氧化铝某化学兴趣小组设计探究实验，操作过程如图所示：

（1）A、B、C是试剂或方法，A是

 

（写名称）；不溶物₁与试剂B反应的离子方程式

 

； C是

 

（2）为了加快流程①中的酸溶过程，可以采取的措施是

 

（请写出一条）
（3）流程①②③都涉及到“过滤”操作，实验室中过滤需要使用的玻璃仪器有烧杯、

 

．
（4）写出流程③的离子反应方程式（其中通入的二氧化碳是过量的）

 

（5）如果试剂A、B互换，则流程③中通入CO₂应换成的试剂的化学式为

 

．

Answer 1

考点：镁、铝的重要化合物,硅和二氧化硅,铁的氧化物和氢氧化物,制备实验方案的设计

专题：几种重要的金属及其化合物

分析：氧化铝是两性氧化物，既溶液强酸又溶于强碱．Fe₂O₃溶于强酸，不溶于碱，SiO₂只溶于强碱，不溶于酸．
由工艺流程可知，溶液乙中通入二氧化碳得到不溶物，不溶物可以得到氧化铝，故溶液乙中含有偏铝酸根，则A应为盐酸，过滤得到不溶为SiO₂，溶液甲中含有铝离子、铁离子，再加入氢氧化钠溶液，除去铁离子，不溶物为氢氧化铁，将铝离子转化为偏铝酸根，过滤偏铝酸根进入溶液乙中，在溶液中与二氧化碳反应生成Al（OH）₃，加热生成Al₂O₃；
若将A、B互换，溶液甲中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，再加入盐酸，溶液乙中主要含有铝离子、氯离子、钠离子，应加入氨水将铝离子转化氢氧化铝沉淀．加热溶液乙，HCl挥发、铝离子水解，得到Al（OH）₃及NaCl，灼烧Al（OH）₃分解生成Al₂O₃，据此解答．

解答： 解：氧化铝是两性氧化物，既溶液强酸又溶于强碱．Fe₂O₃溶于强酸，不溶于碱，SiO₂只溶于强碱，不溶于酸．
由工艺流程可知，溶液乙中通入二氧化碳得到不溶物，不溶物可以得到氧化铝，故溶液乙中含有偏铝酸根，则A应为盐酸，过滤得到不溶为SiO₂，溶液甲中含有铝离子、铁离子，再加入氢氧化钠溶液，除去铁离子，不溶物为氢氧化铁，将铝离子转化为偏铝酸根，过滤偏铝酸根进入溶液乙中，在溶液中与二氧化碳反应生成Al（OH）₃，加热生成Al₂O₃，
（1）由上述分析可知，A为盐酸，不溶物₁为SiO₂，B为氢氧化钠溶液，故反应的离子方程式为SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O，不溶物₃为氢氧化铝通过操作C生成氧化铝故C是灼烧，故答案为：盐酸；SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；灼烧；
（2）为了加快流程①中的酸溶过程，实质是加快反应速率，故可以将铝土矿碎成粉末；增大酸的浓度等；故答案：将铝土矿碎成粉末；增大酸的浓度等；
（3）过滤用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒，故答案：玻璃棒、漏斗；
（4）流程③是偏铝酸钠溶液与过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，反应离子方程式为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=HCO₃^-+Al（OH）₃↓，
故答案为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=HCO₃^-+Al（OH）₃↓；
（5）若将A、B互换，溶液甲中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，再加入盐酸，溶液乙中主要含有铝离子、氯离子、钠离子，应加入氨水将铝离子转化氢氧化铝沉淀，
故答案为：氨水；

点评：本题以框图题形式考查铝的化合物的性质、对工艺流程的理解等，难度中等，理解工艺流程是解题关键，是对知识迁移的综合运用．