Question

19．工业上用铝土矿（主要成分为Al₂O₃，还有少量的Fe₂O₃，SiO₂等杂质）提取氧化铝作冶炼铝的原料，提取的操作过程如图：

（1）Ⅰ和Ⅱ步骤中分离溶液和沉淀的操作是：过滤．
（2）沉淀M中除含有泥沙外，一定还含有Fe₂O（填化学式），生成固体N反应的化学方程式为2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O．
（3）滤液X中，含铝元素的溶质的化学式为NaAlO₂，它属于盐（填“酸”、“碱”或“盐”）类物质．
（4）实验室里常往AlCl₃溶液中加入氨水（填“氨水”或“NaOH溶液”）来制取Al（OH）₃，该反应的离子方程式为Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺．
（5）滤液Y中除了含有Na₂CO₃或NaHCO₃外，一定还含有硅酸钠（或Na₂SiO₃）．

Answer 1

分析 Fe₂O₃和氢氧化钠不反应，而氧化铝、二氧化硅能反应，步骤I利用过滤除去Fe₂O₃，沉淀M为氧化铁等不溶物，溶液X含有偏铝酸钠、硅酸钠，步骤II通入二氧化碳，控制条件使铝离子转化为氢氧化铝沉淀，过滤得氢氧化铝，加热分解氢氧化铝得到氧化铝，滤液Y含有硅酸盐、碳酸盐．
（1）分离固体与溶液的方法为过滤；
（2）由工艺流程可知，M为Fe₂O₃，N为Al₂O₃；
（3）溶液X含有偏铝酸钠，属于盐；
（4）氢氧化铝溶于强碱，实验室通常用弱碱氨水与铝盐制备氢氧化铝沉淀，氨水与氯化铝反应生成氢氧化铝与氯化铵；
（5）由流程可知滤液Y中除了含有Na₂CO₃或NaHCO₃外，一定还含有硅酸钠．

解答 解：Fe₂O₃和氢氧化钠不反应，而氧化铝、二氧化硅能反应，步骤I利用过滤除去Fe₂O₃，沉淀M为氧化铁等不溶物，溶液X含有偏铝酸钠、硅酸钠，步骤II通入二氧化碳，控制条件使铝离子转化为氢氧化铝沉淀，过滤得氢氧化铝，加热分解氢氧化铝得到氧化铝，滤液Y含有硅酸盐、碳酸盐．
（1）I和II步骤分离固体与溶液的方法为过滤；
故答案为：过滤；
（2）由工艺流程可知，M为Fe₂O₃，N为Al₂O₃，由氢氧化铝加热分解生成，方程式为2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O，
故答案为：Fe₂O₃，2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O；
（3）由工艺流程可知，滤液X中，含铝元素的溶质的化学式为：NaAlO₂，属于盐，
故答案为：NaAlO₂；盐；Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O、SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O；
（4）氢氧化铝溶于强碱，实验室通常用弱碱氨水与铝盐制备氢氧化铝沉淀，氨水与氯化铝反应生成氢氧化铝与氯化铵，反应方程式为：Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
故答案为：氨水；Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺．
（5）溶液X含有偏铝酸钠、硅酸钠，步骤II通入二氧化碳，控制条件使铝离子转化为氢氧化铝沉淀，过滤得氢氧化铝，则滤液Y中除了含有Na₂CO₃或NaHCO₃外，一定还含有硅酸钠，故答案为：硅酸钠（或Na₂SiO₃）．

点评 本题以工艺流程题形式考查铝的化合物的性质、物质的分离提纯、处于化学用语书写等，为高频考点和常见题型，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，题目有利于培养学生良好的科学素养，难度中等，清楚工艺流程原理是关键，是对知识迁移的综合运用．