Question

16．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Fe₂O₃，溶液C中阴离子主要是AlO₂^-和OH^-．
（2）操作Ⅰ是过滤（填操作名称）
（3）写出①过程中发生反应的离子方程式Al₂O₃+2OH^-═2AlO^-₂+H₂O．
（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是灼烧（填操作名称），简述洗涤沉淀的操作方法：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）电解Al₂O₃制取金属Al的阴极电极反应式为Al³⁺+3e^-=Al．

Answer 1

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）电解池中，阴极上是阳离子Al³⁺发生得电子的还原反应．

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：灼烧；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）电解池中，阴极上是阳离子Al³⁺发生得电子的还原反应：Al³⁺+3e^-=Al，故答案为：Al³⁺+3e^-=Al．

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．