Question

3．某氧化铝样品中含有氧化铁和二氧化硅杂质，现欲制取纯净的氧化铝，某同学设计如下的实验方案．回答下列问题：

（1）沉淀A的化学式是SiO₂，滤液B的成分是NaAlO₂、NaCl、NaOH；
（2）在步骤③中发生的离子反应方程式CO₂+2H₂O+AlO₂^-═HCO₃^-+Al（OH）₃↓；
（3）固体C的化学式Al₂O₃；
步骤④的化学方程式为2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3H₂O↑+Al₂O₃；
（4）写出固体C与NaOH溶液反应的方程式Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；
（5）要想将沉淀和滤液分离，①②③所需要的操作是过滤，写出实验室制备Al（OH）₃的离子方程式Al³⁺+3NH₃•H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺．

Answer 1

分析 氧化铝样品中含有氧化铁和二氧化硅，加入过量盐酸氧化铝、氧化铁溶解生成氯化铝、氯化铁溶液，过滤得到沉淀A为二氧化硅，滤液A为氯化铁和氯化铝溶液，加入过量氢氧化钠溶液生成氢氧化铁沉淀和偏铝酸钠溶液，过滤得到沉淀B为Fe（OH）₃，滤液为NaAlO₂，通入过量二氧化碳气体反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，过滤得到氢氧化铝沉淀，加热分解生成C为氧化铝，以此解答该题．

解答 解：氧化铝样品中含有氧化铁和二氧化硅，加入过量盐酸氧化铝、氧化铁溶解生成氯化铝、氯化铁溶液，过滤得到沉淀A为二氧化硅，滤液A为氯化铁和氯化铝溶液，加入过量氢氧化钠溶液生成氢氧化铁沉淀和偏铝酸钠溶液，过滤得到沉淀B为Fe（OH）₃，滤液为NaAlO₂，通入过量二氧化碳气体反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，过滤得到氢氧化铝沉淀，加热分解生成C为氧化铝，
（1）由以上分析可知沉淀A为SiO₂，滤液B的成分为NaAlO₂、NaCl、NaOH，故答案为：SiO₂；NaAlO₂、NaCl、NaOH；
（2）步骤③为偏铝酸钠溶液与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀，其离子反应为CO₂+2H₂O+AlO₂^-═HCO₃^-+Al（OH）₃↓，
故答案为：CO₂+2H₂O+AlO₂^-═HCO₃^-+Al（OH）₃↓；
（3）C为Al₂O₃，步骤④的化学方程式为2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3H₂O↑+Al₂O₃，故答案为：Al₂O₃；2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3H₂O↑+Al₂O₃；
（4）氧化铝为两性氧化物，可与氢氧化钠溶液反应，反应的方程式为Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O，故答案为：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；
（5）分离液体和不溶性固体，可用过滤的方法，实验室制备Al（OH）₃，利用可溶性铝盐和氨水反应，离子反应为Al³⁺+3NH₃•H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案为：过滤；Al³⁺+3NH₃•H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺．

点评 本题考查镁、铝、硅的化合物的性质，为高考常见题型和高频考点，侧重于学生的分析、实验能力的考查，明确物质的性质及转化中发生的化学反应是解答本题的关键，题目难度不大．