Question

5．工业上用某种氧化铝矿石（含Fe₂O₃杂质）为原料冶炼铝的工艺流程如图：

已知：①Na₂SiO₃+2CO₂（过量）+2H₂O═H₂SiO₃↓+2NaHCO₃，NaAlO₂也有此类似的反应．
②做Y的焰色反应实验，火焰为黄色．
回答下列问题：
（1）X的化学式为NaOH；写出Al₂O₃的一种用途可用于冶炼金属铝或用作耐火材料．
（2）反应 I的离子方程式为Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O．
（3）如果忽略过量的X，则反应 II中生成Al（OH）₃的化学方程式为NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃．
（4）已知在高温下Al能与磁性氧化铁发生置换反应，该反应化学方程式为9Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$9Fe+4Al₂O₃
（5）向溶液乙中通入过量的CO₂后需要过滤、洗涤，方可得到不含杂质（水分除外）的Al（OH）₃．洗涤沉淀的方法是将沉淀置于过滤器中（或向漏斗中），加蒸馏水至刚好浸没沉淀，待水流尽，重复2～3次；过滤时必须用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯．

Answer 1

分析 溶液乙通入过量Y可生成Al（OH）₃，说明试剂X用于分离Al₂O₃、Fe₂O₃，则试剂X是氢氧化钠溶液，Al₂O₃溶于氢氧化钠溶液得到NaAlO₂溶液，Fe₂O₃与氢氧化钠溶液不反应，所以过滤后所得溶液乙为NaAlO₂溶液，沉淀为Fe₂O₃；
向偏铝酸钠溶液中通入过量Y为CO₂，向NaAlO₂溶液中通入过量CO₂的化学方程式为NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃；生成Al（OH）₃，Y为NaHCO₃溶液，灼烧Al（OH）₃得Al₂O₃，电解熔融Al₂O₃得到Al，以此解答该题．

解答 解：（1）溶液乙通入过量Y可生成Al（OH）₃，说明试剂X用于分离Al₂O₃、Fe₂O₃，则试剂X是氢氧化钠溶液，Al₂O₃可用于冶炼金属铝或用作耐火材料；
故答案为：NaOH；可用于冶炼金属铝或用作耐火材料；
（2）反应 I为氧化铝与氢氧化钠反应，离子方程式为：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
故答案为：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
（3）反应II为偏铝酸钠和二氧化碳的反应，该反应的方程式：NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃；
故答案为：NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃；
（4）在高温下Al能与磁性氧化铁发生置换反应，生成氧化铝和铁，反应物为：9Al+3 Fe₃O₄  $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$9 Fe+4Al₂O₃；
故答案为：9Al+3 Fe₃O₄  $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$9 Fe+4Al₂O₃；
（5）向溶液乙中通入过量的CO₂后需要过滤、洗涤，方可得到不含杂质（水分除外）的Al（OH）₃，洗涤沉淀的方法是将沉淀置于过滤器中（或向漏斗中），加蒸馏水至刚好浸没沉淀，待水流尽，重复2～3次；过滤需要的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯；
故答案为：将沉淀置于过滤器中（或向漏斗中），加蒸馏水至刚好浸没沉淀，待水流尽，重复2～3次；漏斗、玻璃棒、烧杯．

点评 本题考查混合物分离提纯方法的选择和应用，为高频考点，把握混合物分离流程及发生的反应为解答的关键，侧重物质性质及分离方法的考查，明确物质性质差异性即可提纯分离物质，题目难度不大．