题目内容

11．从铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、等杂质）中提取氧化铝的两种工艺流程如下：（提示：Na[Al（OH）4]+CO2（过量）═Al（OH）3↓+NaHCO3）

请回答下列问题：
（1）流程甲加入盐酸后生成Al3+的离子方程式：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，固体A为（填名称）二氧化硅．
（2）验证滤液B含Fe3+，可取少量滤液并加入硫氰化钾溶液．
（3）滤液B中加入过量烧碱发生的主要反应用离子方程式表示：Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓，Al3++4OH-=AlO2-+2H2O．
（4）流程乙加入过量烧碱发生反应的化学方程式：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O．
（5）沉淀F的成分是（填化学式）Al（OH）3．
（6）滤液E、K中溶质的主要成分是NaHCO3（填化学式）

分析 由工艺流程甲可知，铝土矿与盐酸反应得固体A为滤液B，则固体A为SiO2，滤液B含有氯化铝、氯化铁等，滤液中加入过量的NaOH，可推知沉淀C为氢氧化铁，滤液D含有偏铝酸钠、氯化钠、NaOH，所以向滤液D中通入过量二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，沉淀F为Al（OH）3，滤液E中含有NaCl、NaHCO3；
根据工艺流程乙可知，铝土矿中的Al2O3、SiO2能和氢氧化钠反应，可知固体X为Fe2O3等，滤液Y为硅酸钠、偏铝酸钠，滤液中通入过量二氧化碳，沉淀Z为Al（OH）3、硅酸，滤液K中含有NaHCO3，以此来解答．
（1）铝土矿中Al2O3、Fe2O3与盐酸反应，SiO2不溶于酸；
（2）验证滤液B含Fe3+，可取少量滤液并加入硫氰化钾溶液；
（3）铁离子沉淀的离子方程式为：Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓，铝离子与过量氢氧根的反应为：Al3++4OH-=AlO2-+2H2O；
（4）流程乙：铝土矿中的Al2O3、SiO2能和氢氧化钠反应生成盐和水；
（5）滤液D含有偏铝酸钠、氯化钠、NaOH，所以向滤液D中通入过量二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，沉淀F为Al（OH）3，
（6）滤液E中含有NaCl、NaHCO3，滤液K中含有NaHCO3．

解答 解：由工艺流程甲可知，铝土矿与盐酸反应得固体A为滤液B，则固体A为SiO2，滤液B含有氯化铝、氯化铁等，滤液中加入过量的NaOH，可推知沉淀C为氢氧化铁，滤液D含有偏铝酸钠、氯化钠、NaOH，所以向滤液D中通入过量二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，沉淀F为Al（OH）3，滤液E中含有NaCl、NaHCO3；
根据工艺流程乙可知，铝土矿中的Al2O3、SiO2能和氢氧化钠反应，可知固体X为Fe2O3等，滤液Y为硅酸钠、偏铝酸钠，滤液中通入过量二氧化碳，沉淀Z为Al（OH）3、硅酸，滤液K中含有NaHCO3，
（1）铝土矿中Al2O3、Fe2O3与盐酸反应，SiO2不溶于酸，加入盐酸后生成Al3+的离子方程式为：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，
故答案为：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；二氧化硅；
（2）验证滤液B含Fe3+，可取少量滤液并加入硫氰化钾溶液，出现血红色则证明含三价铁离子，
故答案为：硫氰化钾溶液；
（3）滤液B含有氯化铝、氯化铁等，滤液中加入过量的NaOH，铁离子沉淀的离子方程式为：Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓，铝离子与氢氧根的反应为：Al3++4OH-=AlO2-+2H2O，
故答案为：Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓；Al3++4OH-=AlO2-+2H2O；
（4）流程乙：铝土矿中的Al2O3、SiO2能和氢氧化钠反应生成盐和水，反应方程式为：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，
故答案为：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；
（5）滤液D含有偏铝酸钠、氯化钠、NaOH，所以向滤液D中通入过量二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，沉淀F为Al（OH）3，
故答案为：Al（OH）3；
（6）滤液D含有偏铝酸钠、氯化钠、NaOH，所以向滤液D中通入过量二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，沉淀F为Al（OH）3，滤液E中含有NaCl、NaHCO3；滤液Y为硅酸钠、偏铝酸钠，滤液中通入过量二氧化碳，沉淀Z为Al（OH）3、硅酸，滤液K中含有NaHCO3，
故答案为：NaHCO3．

点评 本题以氧化铝提取工艺流程为载体考查混合物分离实验方案的设计，为高频考点，涉及无机物推断、元素化合物性质及相互转化、除杂的方法、离子方程式等，侧重分析与实验能力的考查，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
1．某实验小组同学探究了铜与浓硫酸的反应，实验装置如图（1）所示．（夹持装置与A中加热装置已略，装置气密性已检验）

实验操作和现象：
实验序号操作现象
实验一关闭弹簧夹，滴加一定量浓硫酸，加热A中：
（I）加热初期，Cu片表面变黑，溶液近乎无色
（II）继续加热，铜片表面产生气泡，形成黑色浊液，三口瓶底部有灰黑色固体沉积
（III）继续加热，有大量白雾生成，浊液变澄清，三口瓶底部有大量白色固体（因含有极少量黑色固体而显灰白色），Cu片消失B中有气泡冒出，溶液褪色
实验二停止加热，冷却，将三口瓶中的上清液倒入盛有水的烧杯中三口瓶中留有大量白色固体（因含有极少量黑色固体而显灰白色）
烧杯中溶液温度升高，溶液只略带蓝色
（1）B溶液褪色，表明实验中产生的气体具有漂白性．
（2）三口瓶中的白色固体是CuSO4，验证你这一猜想的实验方案是取少量白色固体溶于水，溶液呈蓝色，说明固体中含有铜离子，向溶液中滴加氯化钡溶液并加入稀盐酸，出现白色沉淀，说明固体中含有硫酸根离子．
（3）A中产生该白色固体的化学方程式是2H2SO4（浓）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O．
（4）结束实验，拆除装置之前，为避免装置中的气体污染环境，应当采取的操作是向A中大量鼓入氮气或空气．
（5）A中产生的大量白雾，甲同学认为是硫酸沸腾后硫酸蒸气与水形成的酸雾．在不改变实验装置的情况下，甲同学设计实验初步证实其想法可能是正确的．甲同学的方案是将品红溶液换为盐酸酸化的氯化钡溶液，实验前先通入一段时间氮气，然后再加入装置A完成实验，若氯化钡溶液中出现白色沉淀，则甲的想法可能是正确的．
（6）有人认为实验过程中A中的黑色固体是CuO，乙同学认为不正确，其理由是CuO+H2SO4=CuSO4+H2O（用化学方程式表示）．
（7）为研究A中黑色固体的成分，丙同学猜想其可能含有硫化铜或硫化亚铜．
查阅资料：硫化铜和硫化亚铜常温下均不溶于稀硫酸；在氧气气流中煅烧，均转化为氧化铜和二氧化硫．
丙同学收集到足够的黑色固体后，完成下列实验：

①黑色固体的成分及物质的量是CuS0.001mol、Cu2S0.005mol
②若A中黑色固体与浓硫酸反应能得到澄清的溶液，请写出该反应的化学方程式：5Cu2S+CuS+34H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$11CuSO4+29SO2↑+34H2O．
2．下列离子方程式与所述事实相符且正确的是（　　）
A．Ca（HCO3）2溶液中加入少量NaOH溶液：Ca2++2HCO3-+2OH-═CaCO3↓+CO32-+H2O
B．磁性氧化铁溶于稀硝酸：3Fe2++4H++NO3-═3Fe3++NO↑+3H2O
C．以铜为电极电解饱和食盐水：2 Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cl2↑+H2↑+2OH-
D．向含有0.4 mol FeBr2的溶液中通入0.3 mol Cl2充分反应：4 Fe2++2 Br-+3Cl2═4Fe3++6Cl-+Br2
19．分类法是学习和研究化学的一种常用的科学方法，下列分类合理的是（　　）
①根据分散质粒子的大小将分散系分为溶液、胶体和浊液
②根据是否含碳元素将化合物分为有机化合物和无机化合物
③根据是否有新物质生成将物质变化分为物理变化和化学变化
④根据原子最外层电子数的多少将元素分为金属元素和非金属元素
⑤根据在水中能否完全电离将电解质分为强电解质和弱电解质
⑥根据反应的热效应将化学反应分为放热反应和吸热反应．
A．①②③B．③④⑤C．①②④D．①③⑤⑥
6．用含有A12O3、SiO2和少量FeO•xFe2O3的铝灰制备A12（SO4）3•18H2O．工艺流程如图：

（一定条件下，MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2）
已知：生成氢氧化物沉淀的pH
Al（OH）3Fe（OH）2Fe（OH）3
开始沉淀时3.46.32.7
完全沉淀时5.29.73.2
（1）H2SO4溶解A12O3的离子方程式是Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；
（2）检验滤液中还存在Fe2+的方法是取少量滤液，滴加KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色（注明试剂、现象）．
（3）“除杂”环节有如下几个步骤：
（Ⅰ）向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH为3.2；
（Ⅱ）加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色：
（Ⅲ）加入MnSO4至紫红色消失，过滤．
①步骤Ⅰ的目的将Fe2+氧化为Fe3+；调节溶液的pH为3.2的目的是调节pH值使铁元素沉淀完全．
②向Ⅱ的沉淀中加入浓HCl并加热，能说明沉淀中存在MnO2的现象是有黄绿色气体生成，写出其反应方程式MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O；
③Ⅲ中加入MnSO4的目的是除去过量的MnO4-．
（4）从多次循环使用后母液中可回收的主要物质是K2SO4（填化学式）．
16．常温下，下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是（　　）
A．8% H2O2溶液：H+、Fe2+、SO42-、Cl-
B．含有Fe3+的溶液：Na+、Al3+、Cl-、SCN-
C．使甲基橙呈红色的溶液：Na+、NH4+、AlO2-、CO32-
D．$\frac{{K}_{W}}{c（{H}^{+}）}$=0.1 mol•L-1的溶液：Na+、K+、CO32-、ClO-
3．如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置．请回答下列问题：
（1）当电极a为Al、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸时，正极的电极反应式为2H++2e-=H2↑，当电路中有0.2mol电子通过时，负极的质量减少1.8 g．
（2）当电极a为Al、电极b为Mg、电解质溶液为氢氧化钠溶液时，正极为Mg（填Mg或Al），正极反应式为6H2O+6e-=3H2↑+6OH-，负极反应式为2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O．
20．依据氧化还原反应：2Ag+（aq）+Cu（s）═Cu2+（aq）+2Ag（s）设计的原电池如图所示．请回答下列问题：
（1）电极X的材料是Cu；电极Y材料是Ag．
（2）银电极上发生的电极反应为2Ag++2e-═2Ag；X电极上发生的电极反应为Cu-2e-=Cu．
（3）外电路中的电子是从X电极流向Y电极．（填“X”或“Y”）
1．工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁[Fe（OH）SO4]的工艺流程如下：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表：
沉淀物Fe（OH）3Fe（OH）2Al（OH）3
开始沉淀2.37.53.4
完全沉淀3.29.74.4
回答下列问题：
（1）加入过量废铁屑的目的是2Fe3++Fe=3Fe2+（用离子方程式表示）；加入少量NaHCO3的目的是调节pH，在pH在4.4-7.5之间将铝离子转化为Al（OH）3沉淀，而亚铁离子不能生成沉淀；该工艺中“搅拌”的作用是使反应物充分接触，加快反应速率，使反应充分进行；
（2）反应Ⅱ中的离子方程式为Fe2++2H++NO2-=Fe3++NO↑+H2O；该流程中可以循环、回收利用的物质是NO；
（3）生产中碱式硫酸铁溶液蒸发时需要在减压条件下的原因是碱式硫酸铁受热易分解；
（4）在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁．根据我国质量标准，产品中不得含有Fe2+及NO3-．为检验所得产品中是否含有Fe2+，应使用的试剂为A．（填写字母）
A．酸性KMnO4溶液B．KSCN溶液　  　C．氯水D．NaOH溶液．

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