Question

如图所示，是一种从铝土矿（主要含Al₂O₃，以及SiO₂和某金属氧化物）中提炼铝及检验铝土矿中某些成分的原理示意图．

（1）固体A的化学式为

 

，丙溶液可能使紫色石蕊试液变为

 

色；
（2）甲溶液中一定含有的离子是

 

；
（3）写出向丁溶液中滴加KSCN溶液的离子方程式

 

；
（4）写出向乙溶液中通入CO₂反应的离子方程式

 

；
（5）若电解固体D时得到的气体在标准状况下的体积为3.36L，此时最多能得到的铝的质量为

 

．

Answer 1

分析：依据铝土矿主要含Al₂O₃，以及SiO₂和某金属氧化物，依据流程图分析判断铝土矿溶于盐酸生成的甲溶液中含有三价铁元素，判断铝土矿中含有的某金属氧化物为铁的氧化物；铝土矿和盐酸反应的是氧化铝和氧化铁，二氧化硅不与盐酸反应，固体A为二氧化硅；甲溶液中含有铝离子和铁离子，加入过量氢氧化钠溶液，得到固体B为氢氧化铁，加入盐酸溶液溶解为丁溶液为氯化铁溶液，加入硫氰酸钾溶液后溶液变红色；乙溶液为偏铝酸钠溶液，通入过量二氧化碳气体生成氢氧化铝固体沉淀C和溶液丙碳酸氢钠，固体C灼烧得到Al₂O₃，电解氧化铝生成铝和氧气，依据分析推断出的各物质回答问题．

解答：解：依据铝土矿主要含Al₂O₃，以及SiO₂和某金属氧化物，依据流程图分析判断铝土矿溶于盐酸生成的甲溶液中含有三价铁元素，判断铝土矿中含有的某金属氧化物为铁的氧化物；铝土矿和盐酸反应的是氧化铝和氧化铁，二氧化硅不与盐酸反应，固体A为二氧化硅；甲溶液中含有铝离子和铁离子，加入过量氢氧化钠溶液，得到固体B为氢氧化铁，加入盐酸溶液溶解为丁溶液为氯化铁溶液，加入硫氰酸钾溶液后溶液变红色；乙溶液为偏铝酸钠溶液，通入过量二氧化碳气体生成氢氧化铝固体沉淀C和溶液丙碳酸氢钠，固体C灼烧得到Al₂O₃，电解氧化铝生成铝和氧气；
（1）分析判断固体A为二氧化硅，丙溶液为碳酸氢钠溶液，溶液中碳酸氢根在水解显碱性，能使紫色石蕊试液变为蓝色，故答案为：SiO₂；蓝；
（2）铝土矿主要含Al₂O₃，以及SiO₂和铁的金属氧化物，溶于盐酸发生反应Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂O，Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O，所以溶液中含有Fe³⁺、Al³⁺、Cl^-、H⁺、OH^-，
故答案为：Fe³⁺、Al³⁺、Cl^-、H⁺、OH^-；
（3）分析推断丁溶液中含有氯化铁，向丁溶液中滴加KSCN溶液，铁离子和硫氰根离子反应生成红色溶液，反应的离子方程式为：Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃，
故答案为：Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃；
（4）乙溶液为偏铝酸钠溶液，通入过量二氧化碳气体生成氢氧化铝固体沉淀C和溶液丙碳酸氢钠，反应的离子方程式为CO₂+2H₂O+AlO₂^-=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案为：CO₂+2H₂O+AlO₂^-=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（5）分析推断D为Al₂O₃，电解固体Al₂O₃时得到的气体为氧气，在标准状况下的体积为3.36L，物质的量为0.15mol，依据化学方程式计算得到，2Al₂O₃

通电  .

4Al+3O₂↑此时最多能得到的铝的物质的量=

0.15mol×4

3

=0.2mol，质量为5.4g，
故答案为：5.4g．

点评：本题考查了铝土矿的分离方法和试剂选择，流程分析和物质的性质分析是解题关键，题目难度中等．