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下工艺流程：
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
（2）沉淀B的成分是
沉淀C的成分是
溶液D中大量存在的阴离子是
（3）沉淀F转化为物质M的化学方程式为
（4）溶液D中通入过量CO2生成沉淀F的离子方程式为
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
过滤
过滤
（填操作名称）．（2）沉淀B的成分是
SiO2
SiO2
（填化学式，下同）；沉淀C的成分是
Fe（OH）3、Mg（OH）2
Fe（OH）3、Mg（OH）2
；溶液D中大量存在的阴离子是
AlO2-、Cl-、OH-
AlO2-、Cl-、OH-
．（3）沉淀F转化为物质M的化学方程式为
2Al（OH）3
Al2O3+3H2O
| ||
2Al（OH）3
Al2O3+3H2O
；
| ||
（4）溶液D中通入过量CO2生成沉淀F的离子方程式为
AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-
AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-
．分析：（1）过滤是用来分离不溶性固体和液体混合物的方法；
（2）铝土矿可以看做MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成，铝土矿加过量盐酸溶解后，MgO、Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解，而SiO2和HCl不反应，不能溶解，不溶物为SiO2；沉淀C为加入烧碱后的沉淀，所以沉淀为氢氧化物，Fe（OH）3、Mg（OH）2，溶液D中大量存在的阴离子是AlO2-、Cl-、OH-；
（3）根据流程图沉淀F为氢氧化铝转化为物质M为氧化铝，据此书写方程式；
（4）溶液A中含有镁离子、铁离子和铝离子、氢离子，加入过量烧碱，氢离子和氢氧化钠反应生成水，镁离子、铁离子和铝离子都和氢氧化钠反应生成氢氧化物沉淀，氢氧化镁、氢氧化铁不溶于氢氧化钠溶液中，但氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子，溶液D中通入过量CO2生成沉淀F，为偏铝酸根离子和二氧化碳能发生反应生成氢氧化铝沉淀．
（2）铝土矿可以看做MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成，铝土矿加过量盐酸溶解后，MgO、Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解，而SiO2和HCl不反应，不能溶解，不溶物为SiO2；沉淀C为加入烧碱后的沉淀，所以沉淀为氢氧化物，Fe（OH）3、Mg（OH）2，溶液D中大量存在的阴离子是AlO2-、Cl-、OH-；
（3）根据流程图沉淀F为氢氧化铝转化为物质M为氧化铝，据此书写方程式；
（4）溶液A中含有镁离子、铁离子和铝离子、氢离子，加入过量烧碱，氢离子和氢氧化钠反应生成水，镁离子、铁离子和铝离子都和氢氧化钠反应生成氢氧化物沉淀，氢氧化镁、氢氧化铁不溶于氢氧化钠溶液中，但氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子，溶液D中通入过量CO2生成沉淀F，为偏铝酸根离子和二氧化碳能发生反应生成氢氧化铝沉淀．
解答：解：（1）分离不溶于水的固体和液体，可用过滤的方法，故答案为：过滤；
（2）铝土矿加过量盐酸溶解，MgO、Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解，反应方程式分别为：MgO+2HCl=MgCl2+H2O，Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O．而SiO2不与盐酸反应，所以沉淀B为不溶物SiO2；
滤液A中含有的阳离子有Fe3+、Al3+、Mg2+、H+，加入过量烧碱，氢离子和氢氧化钠反应生成水，镁离子、铁离子和铝离子都和氢氧化钠反应生成氢氧化物沉淀，氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子，
所以沉淀C的成分是氢氧化镁、氢氧化铁；
氢氧化镁、氢氧化铁不溶于氢氧化钠溶液中，但氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子，所以溶液D中大量存在的阴离子是AlO2-、Cl-、OH-，
故答案为：SiO2；Fe（OH）3、Mg（OH）2；AlO2-、Cl-、OH-；
（3）根据流程图沉淀F为氢氧化铝，氢氧化铝受热分解生成氧化铝和水，反应为：2Al（OH）3
Al2O3+3H2O，
故答案为：2Al（OH）3
Al2O3+3H2O；
（4）溶液A中含有镁离子、铁离子和铝离子、氢离子，加入过量烧碱，氢离子和氢氧化钠反应生成水，镁离子、铁离子和铝离子都和氢氧化钠反应生成氢氧化物沉淀，氢氧化镁、氢氧化铁不溶于氢氧化钠溶液中，但氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子，所以溶液D中含偏铝酸根离子，通入过量CO2和二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢根离子，离子方程式为：AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-，故答案为：AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-．
（2）铝土矿加过量盐酸溶解，MgO、Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解，反应方程式分别为：MgO+2HCl=MgCl2+H2O，Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O．而SiO2不与盐酸反应，所以沉淀B为不溶物SiO2；
滤液A中含有的阳离子有Fe3+、Al3+、Mg2+、H+，加入过量烧碱，氢离子和氢氧化钠反应生成水，镁离子、铁离子和铝离子都和氢氧化钠反应生成氢氧化物沉淀，氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子，
所以沉淀C的成分是氢氧化镁、氢氧化铁；
氢氧化镁、氢氧化铁不溶于氢氧化钠溶液中，但氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子，所以溶液D中大量存在的阴离子是AlO2-、Cl-、OH-，
故答案为：SiO2；Fe（OH）3、Mg（OH）2；AlO2-、Cl-、OH-；
（3）根据流程图沉淀F为氢氧化铝，氢氧化铝受热分解生成氧化铝和水，反应为：2Al（OH）3
| ||
故答案为：2Al（OH）3
| ||
（4）溶液A中含有镁离子、铁离子和铝离子、氢离子，加入过量烧碱，氢离子和氢氧化钠反应生成水，镁离子、铁离子和铝离子都和氢氧化钠反应生成氢氧化物沉淀，氢氧化镁、氢氧化铁不溶于氢氧化钠溶液中，但氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子，所以溶液D中含偏铝酸根离子，通入过量CO2和二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢根离子，离子方程式为：AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-，故答案为：AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-．
点评：本题主要考查了元素化合物中金属铝、铁的性质，解题时不仅需熟知物质间的反应原理，还需灵活运用于实验的设计，题目难度不大．
练习册系列答案
相关题目
铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，如图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：
下列说法不正确的是（ ）
| A、赤铁矿的主要成分是Fe2O3 | B、铝土矿的主要成分是Al2O3 | C、工业制备氯气主要采用电解饱和食盐水的方法 | D、把铁矿石冶炼成铁的过程中，还原剂主要是焦炭 |