Question

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．

在滤液A中加入漂白液，目的是氧化除铁，所得滤液B显酸性．
（1）检验滤液B中是否还含有铁元素的方法为：

 

（注明试剂、现象）．
（2）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

 

（填代号）．
a．氢氧化钠溶液       b．硫酸溶液        c．氨水       d．二氧化碳
（3）由滤液B制备氯化铝晶体涉及的操作为：

 

蒸发浓缩、冷却结晶、

 

、洗涤．
（4）SiO₂和NaOH焙烧制备硅酸钠，可采用的装置为

 

（填代号）．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

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、亚铁离子和铝离子；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；二氧化硫与氢氧化钠在铁坩埚中焙烧生成硅酸钠，
（1）检验滤液B中是否还含有铁元素的方法为利用铁离子和亚铁离子的检验方法进行检验，先检验是否含铁离子，再检验是否含亚铁离子；
（2）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）加入浓盐酸抑制氯化铝的水解，蒸发浓缩冷却结晶，过滤洗涤；
（4）A．蒸发皿中含有二氧化硅和氢氧化钠反应；
B．铁坩埚可以熔融二氧化硅和氢氧化钠；
C．玻璃中含二氧化硅和氢氧化钠反应；
D．瓷坩埚含有二氧化硅和氢氧化钠反应．

解答： 解：根据流程可知，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、亚铁离子和铝离子；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；二氧化硫与氢氧化钠在铁坩埚中焙烧生成硅酸钠，
（1）滤液B中是否还含有铁元素的方法为利用铁离子和亚铁离子的检验方法进行检验，取少量滤液B，加入KSCN溶液，若不变红，再加入氯水，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，再加入氯水，仍然不变红，说明滤液B中不含铁元素；
（2）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．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c正确；
d．二氧化碳和氯化铝不反应，无法生成氢氧化铝沉淀，故d错误；
故答案为：c；
（3）加入浓盐酸抑制氯化铝的水解，蒸发浓缩冷却结晶，过滤，洗涤，故答案为：加入浓盐酸；过滤；
（4）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：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．