题目内容
经精选后的铝土矿A（主要成份为Al2O3，含有一定量的Fe2O3、SiO2杂质），可用A来制备电解铝原料--氧化铝，某课外小组同学模拟该过程，设计了如下方案：
请回答：
（1）A中Al2O3与过量氢氧化钠溶液反应的化学方程式是
（2）操作I的名称是 ．
（3）下列说法中正确的是 （填选项）．
a 操作Ⅱ是灼烧 b．滤液3所含阳离子是Fe3+、Al3+
c．试剂b可用氢氧化钠d．为保证转化完全，所加试剂a和试剂b均应过量
（4）写出滤液2、4混合后生成Al（OH）3的离子方程式是 ．
请回答：
（1）A中Al2O3与过量氢氧化钠溶液反应的化学方程式是
（2）操作I的名称是
（3）下列说法中正确的是
a 操作Ⅱ是灼烧 b．滤液3所含阳离子是Fe3+、Al3+
c．试剂b可用氢氧化钠d．为保证转化完全，所加试剂a和试剂b均应过量
（4）写出滤液2、4混合后生成Al（OH）3的离子方程式是
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计
专题：实验设计题
分析：（1）氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水；
（2）通过过滤得到滤液；
（3）氧化铝具有两性，既与氢氧化钠反应，又与酸反应，氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，杂质中二氧化硅也和氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，通过操作1过滤除去不溶性物质氧化铁，滤液1中主要含偏铝酸钠和硅酸钠，及过量氢氧化钠；加入试剂2，应是除去硅酸钠，故应加入过量盐酸，硅酸钠生成硅酸过量除去，过滤后滤液2中有铝离子；氧化铝和试剂盐酸反应生成氯化铝和水，氧化铁也和盐酸反应生成氯化铁和水，二氧化硅不反应，故过滤后滤液3中含铁离子和铝离子，加入试剂b目的是除去铁离子，应加入过量氢氧化钠，铁离子生成氢氧化铁沉淀，铝离子生成偏铝酸钠，过滤，滤液4中含偏铝酸钠和过量氢氧化钠，滤液2和滤液4混合，即铝离子和偏铝酸根离子发生双水解生成氢氧化铝沉淀．
（4）铝离子和偏铝酸根离子发生双水解生成氢氧化铝沉淀．
（2）通过过滤得到滤液；
（3）氧化铝具有两性，既与氢氧化钠反应，又与酸反应，氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，杂质中二氧化硅也和氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，通过操作1过滤除去不溶性物质氧化铁，滤液1中主要含偏铝酸钠和硅酸钠，及过量氢氧化钠；加入试剂2，应是除去硅酸钠，故应加入过量盐酸，硅酸钠生成硅酸过量除去，过滤后滤液2中有铝离子；氧化铝和试剂盐酸反应生成氯化铝和水，氧化铁也和盐酸反应生成氯化铁和水，二氧化硅不反应，故过滤后滤液3中含铁离子和铝离子，加入试剂b目的是除去铁离子，应加入过量氢氧化钠，铁离子生成氢氧化铁沉淀，铝离子生成偏铝酸钠，过滤，滤液4中含偏铝酸钠和过量氢氧化钠，滤液2和滤液4混合，即铝离子和偏铝酸根离子发生双水解生成氢氧化铝沉淀．
（4）铝离子和偏铝酸根离子发生双水解生成氢氧化铝沉淀．
解答：
解：（1）氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，反应的化学方程式为：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；
故答案为：氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水；
（2）从流程看，经过操作1得到滤液，所以操作1为过滤，故答案为：过滤；
（3）a．氢氧化铝变成氧化铝需要高温，故a正确；
b．氧化铝和过量试剂盐酸反应生成氯化铝和水，氧化铁也和盐酸反应生成氯化铁和水，二氧化硅不反应，故过滤后滤液3中含铁离子和铝离子及过量盐酸中氢离子，故b错误；
c．过滤后滤液3中含铁离子和铝离子，加入试剂b目的是除去铁离子，应加入过量氢氧化钠，铁离子生成氢氧化铁沉淀，铝离子生成偏铝酸钠，故c正确；
d．根据除杂原则，除杂试剂需过量，故d正确；
故答案为：acd；
（4）滤液2中有铝离子，滤液4中含偏铝酸钠，二者混合发生双水解生成氢氧化铝沉淀，反应的离子方程式为：3AlO2-+Al3++6H2O=4 Al（OH）3↓，
故答案为：3AlO2-+Al3++6H2O=4 Al（OH）3↓．
故答案为：氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水；
（2）从流程看，经过操作1得到滤液，所以操作1为过滤，故答案为：过滤；
（3）a．氢氧化铝变成氧化铝需要高温，故a正确；
b．氧化铝和过量试剂盐酸反应生成氯化铝和水，氧化铁也和盐酸反应生成氯化铁和水，二氧化硅不反应，故过滤后滤液3中含铁离子和铝离子及过量盐酸中氢离子，故b错误；
c．过滤后滤液3中含铁离子和铝离子，加入试剂b目的是除去铁离子，应加入过量氢氧化钠，铁离子生成氢氧化铁沉淀，铝离子生成偏铝酸钠，故c正确；
d．根据除杂原则，除杂试剂需过量，故d正确；
故答案为：acd；
（4）滤液2中有铝离子，滤液4中含偏铝酸钠，二者混合发生双水解生成氢氧化铝沉淀，反应的离子方程式为：3AlO2-+Al3++6H2O=4 Al（OH）3↓，
故答案为：3AlO2-+Al3++6H2O=4 Al（OH）3↓．
点评：本题以金属铝的化合物的相关性质为载体，综合考查物质的分离和制备，侧重于考查学生的实验能力、分析能力和综合运用化学知识的能力，为高考常见题型，考查角度广，难度中等．
练习册系列答案
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