Question

2．铝元素在自然界中主要存在于铝土矿（主要成分为Al₂O₃，还含有Fe₂O₃、FeO、SiO₂）中．工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下．

（1）在滤液A中加入漂白液，目的是氧化除铁，便于后期形成Fe（OH）₃沉淀，所得滤液B显酸性．
①检验滤液A中含有Fe³⁺的试剂为KSCN溶液或者硫氰化钾溶液
②检验滤液B中不含有Fe²⁺的实验操作方法为取少量滤液B，加入KSCN溶液，若不变红，再加入少量氯水，仍然不变红，说明滤液B中不含铁元素．
③将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出，可选用的最好试剂为d（填选项编号）．
a．氢氧化钠溶液      b．硫酸溶液      c．二氧化碳       d．氨水
（2）矿渣中一定含有的物质是SiO₂（填化学式）．焙烧制备硅酸钠，可采用的装置为B（填选项编号）．

Answer 1

分析 图示工艺流程为：铝土矿（主要成分为Al₂O₃，还含有Fe₂O₃、FeO、SiO₂）加入稀盐酸，得到滤渣为二氧化硅，滤液中含有铁离子、亚铁离子和氯离子；加入漂白液后亚铁离子氧化成铁离子，铁离子水解生成氢氧化铁沉淀；滤液B为氯化铝溶液；二氧化硅与氢氧化钠在铁坩埚中焙烧生成硅酸钠，
（1）①检验是否含铁离子，可加入KSCN溶液；
②可先加入KSCN，在加入氯水；
③滤液B中铝元素为氯化铝，依据氢氧化铝溶液强酸强碱，不溶于弱碱选择；
（3）玻璃、瓷坩埚中含有二氧化硅，可与氢氧化钠在加热条件下反应．

解答 解：图示工艺流程为：铝土矿（主要成分为Al₂O₃，还含有Fe₂O₃、FeO、SiO₂）加入稀盐酸，得到滤渣为二氧化硅，滤液中含有铁离子、亚铁离子和氯离子；加入漂白液后亚铁离子氧化成铁离子，铁离子水解生成氢氧化铁沉淀；滤液B为氯化铝溶液；二氧化硅与氢氧化钠在铁坩埚中焙烧生成硅酸钠，
（1）①检验是否含铁离子，可加入KSCN溶液，如溶液变红色，可说明含有铁离子，故答案为：KSCN溶液或者硫氰化钾溶液；
②滤液B可能含有铁离子或亚铁离子，可取少量滤液B，加入KSCN溶液，若不变红，再加入少量氯水，仍然不变红，说明滤液B中不含铁元素，
故答案为：取少量滤液B，加入KSCN溶液，若不变红，再加入少量氯水，仍然不变红，说明滤液B中不含铁元素；
 ③滤液中含有的是氯化铝溶液，将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出，
a．氢氧化钠溶液可以沉淀铝离子但过了会溶解氢氧化铝，氢氧化钠不是最佳试剂，故a错误；
b．硫酸溶液不与铝离子反应，故b错误；
c．二氧化碳和氯化铝不反应，无法生成氢氧化铝沉淀，故c错误；
d．氨水是弱碱不能溶解氢氧化铝，过量的氨水和铝离子形成氢氧化铝沉淀过滤得到氢氧化铝固体，故d正确；
故答案为：d；
（2）二氧化硅与盐酸不反应，矿渣中一定含有的物质是SiO₂，
A．蒸发皿中含有二氧化硅和氢氧化钠反应，不能用于SiO₂和NaOH焙烧制备硅酸钠，故A错误；
B．铁坩埚可以熔融二氧化硅和氢氧化钠，可在铁坩埚中用SiO₂和NaOH焙烧制备硅酸钠，故B正确；
C．玻璃中含二氧化硅和氢氧化钠反应，不能用于SiO₂和NaOH焙烧制备硅酸钠，故C错误；
D．瓷坩埚含有二氧化硅和氢氧化钠反应，不能用于SiO₂和NaOH焙烧制备硅酸钠，故D错误；
故答案为：SiO₂；B．

点评 本题考查了物质制备方案的设计、常见物质的分离与提纯方法的综合应用，题目难度中等，明确制备工艺流程及反应原理为解答关键，注意掌握化学实验基本操作方法，试题充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．