Question

铝是用途广泛的金属材料，目前工业上主要用铝土矿（主要成分含氧化铝、氧化铁）来制取铝，其常见的过程如下：

请回答下列问题：
（1）沉淀B的化学式为

 

，溶液C中阴离子主要是

 

．
（2）操作Ⅰ是

 

（填操作名称）
（3）写出①过程中发生反应的离子方程式

 

．
（4）Al（OH）₃沉淀必须进行洗涤才能通过操作Ⅳ获得纯净Al₂O₃，操作Ⅳ是

 

（填操作名称），简述洗涤沉淀的操作方法：

 

．
（5）生产过程中，除水、CaO和CO₂可以循环使用外，还可循环使用的物质有

 

（填化学式）．
（6）电解Al₂O₃制取金属Al的阳极电极反应式为

 

．

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：铝土矿（主要成分含氧化铝、氧化铁）加入氢氧化钠，氧化铁不和碱反应，氧化铝可与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水；过滤后得到的沉淀B为氧化铁，滤液中含氢氧化钠和偏铝酸钠；通入二氧化碳，二氧化碳和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠，过滤得到氢氧化铝沉淀和碳酸钠溶液；灼烧氢氧化铝得到氧化铝和水，电解氧化铝得到铝和氧气；碳酸钠溶液和氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠，氢氧化钠用来碱浸；灼烧碳酸钙得到氧化钙和二氧化碳，二氧化碳和氧化钙循环使用．
（1）铝土矿中含氧化铁，氧化铁不和碱反应；氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀（E）和氢氧化钠；
（2）不溶物和溶液分开采取过滤的方法；
（3）铝土矿中含有氧化铝，可与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水；
（4）氢氧化铝受热分解得到氧化铝；洗涤沉淀，可在过滤器中加入水至淹没沉淀，等水过滤后，重复操作2-3次；
（5）根据流程可以确定能循环使用的物质：对碳酸钙高温煅烧生成的氧化钙可以再和碳酸钠水溶液作用，生成的二氧化碳还可以用来处理溶液C，二者均可以循环使用，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠溶液即D溶液，反应的总方程式为Na₂CO₃+CaO+H₂O═2NaOH+CaCO₃↓，氢氧化钠用来碱浸，
（6）电解池中，阳极是惰性电极时，该极上是阴离子发生失电子的氧化反应．

解答： 解：（1）铝土矿中含氧化铁，氧化铁不和碱反应，氧化铝可与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水；过滤后得到的沉淀B为氧化铁，滤液中含氢氧化钠和偏铝酸钠；
故答案为：Fe₂O₃；AlO₂^-和OH^-；
 （2）不溶物和溶液分开采取过滤的方法，氧化铁不和碱反应，为不溶物，氧化铝可与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，故用过滤方法把沉淀和溶液分开；故答案为：过滤；
（3）铝土矿中含有氧化铝，可与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式为Al₂O₃+2OH^-═2AlO^-₂+H₂O，
故答案为：Al₂O₃+2OH^-═2AlO^-₂+H₂O；
（4）氢氧化铝受热分解得到氧化铝，故操作Ⅳ是灼烧；洗涤沉淀，可在过滤器中加入水至淹没沉淀，等水自然流尽后重复操作2-3次，
故答案为：过滤；在过滤器中加入水至淹没沉淀，等水自然流尽后重复操作2-3次；
（5）对碳酸钙高温煅烧生成的氧化钙可以再和碳酸钠水溶液作用，生成的二氧化碳还可以用来处理溶液C，二者均可以循环使用，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠溶液即D溶液，反应的总方程式为Na₂CO₃+CaO+H₂O═2NaOH+CaCO₃↓，氢氧化钠用来碱浸，
故答案为：NaOH；
（6）电解池中，阳极是惰性电极时，该极上是阴离子O^2-发生失电子的氧化反应：2O^2--4e^-=O₂↑，
故答案为：2O^2--4e^-=O₂↑．

点评：本题考查物质的分离和提纯，侧重于铝的化合物的考查，难度中等，注意把握相关物质的性质以及化学方程式的书写，学习中注意相关知识的积累．