题目内容

铝土矿的主要成分是Al₂O₃，含有杂质SiO₂、Fe₂O₃、MgO．工业上从铝土矿中提取铝可采用如图所示工艺流程：

请回答下列问题：
（1）图中涉及分离溶液与沉淀的实验方法是（填操作名称）．
（2）沉淀B的成分是（填化学式，下同），B可以用来制普通玻璃，化学方程式是，；沉淀C的成分是；溶液D中存在较多的阴离子是．
（3）沉淀F转化为物质M的化学方程式为；由物质M制取铝的化学方程式为；溶液D中通入过量CO₂生成沉淀F的离子方程式为__．

解：Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、MgO中，Al₂O₃、SiO₂与NaOH溶液反应，MgO、Fe₂O₃不与NaOH溶液反应；除SiO₂不与盐酸反应外，Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO均与盐酸反应；加入过量盐酸，溶液A为AlCl₃、MgCl₂、FeCl₃，沉淀B为SiO₂，加入过量烧碱，沉淀C为Fe（OH）₃和Mg（OH）₂，溶液D为NaAlO₂，通入过量二氧化碳，溶液E为NaHCO₃，沉淀F为Al（OH）₃，加热分解得到M为Al₂O₃，经电解可得到Al，
（1）分离溶液与沉淀，常用过滤的方法，故答案为：过滤；
（2）由以上分析可知沉淀B的成分是SiO₂，工业常用纯碱、石灰石和石英为原料制造玻璃，反应的相关方程式为Na₂CO₃+SiO₂ $\text{[math]}$ Na₂SiO₃+CO₂↑、CaCO₃+SiO₂ $\text{[math]}$ CaSiO₃+CO₂↑，沉淀C为Fe（OH）₃和Mg（OH）₂，溶液D主要成分为NaAlO₂，还含有过量的NaOH和NaCl，则溶液中存在的阴离子为AlO₂^-，OH^-，Cl^-，
故答案为：SiO₂；Na₂CO₃+SiO₂ $\text{[math]}$ Na₂SiO₃+CO₂↑；CaCO₃+SiO₂ $\text{[math]}$ CaSiO₃+CO₂↑；
Fe（OH）₃和Mg（OH）₂；AlO₂^-，OH^-，Cl^-；
（3）沉淀F为Al（OH）₃，加热分解得到M为Al₂O₃，方程式为2Al（OH）₃ $\text{[math]}$ Al₂O₃+3H₂O，Al₂O₃经电解可得到
Al，方程式为2Al₂O₃ （熔融） $\text{[math]}$ 4Al+3O₂↑，溶液NaAlO₂中通入过量CO₂生成Al（OH）₃沉淀，反应的离子方程式为CO₂+AlO₂^-+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案为：2Al（OH）₃ $\text{[math]}$ Al₂O₃+3H₂O；2Al₂O₃ （熔融） $\text{[math]}$ 4Al+3O₂↑；
CO₂+AlO₂^-+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
分析：Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、MgO中，Al₂O₃、SiO₂与NaOH溶液反应，MgO、Fe₂O₃不与NaOH溶液反应；除SiO₂不与盐酸反应外，Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO均与盐酸反应；加入过量盐酸，溶液A为AlCl₃、MgCl₂、FeCl₃，沉淀B为SiO₂，加入过量烧碱，沉淀C为Fe（OH）₃和Mg（OH）₂，溶液D为NaAlO₂，通入过量二氧化碳，溶液E为NaHCO₃，沉淀F为Al（OH）₃，加热分解得到M为Al₂O₃，经电解可得到Al，结合题目要求可解答该题．
点评：本题以推断题的形式，考查金属及其化合物的相关性质．对此类题型的考查通常用结合铝及其化合物．解题的关键在于熟练掌握“铝三角”的相关反应，题目难度不大．

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