Question

17．某研究性学习小组以不纯的氧化铝（含Fe₂O₃杂质）为原料，设计了冶炼铝的工艺流程（部分反应产物没有标出）：

（1）试剂X的化学式为NaOH，反应Ⅰ的离子方程式是Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O．实验室配制480mL 1mol•L^-1的X溶液必须用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还有500 mL容量瓶．
（2）通入过量的M、N的化学式分别为CO₂、NH₃，反应Ⅱ、Ⅳ的离子方程式分别为CO₂+2H₂O+AlO₂^-═Al（OH）₃↓+HCO₃^-、Al³⁺+3NH₃+3H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺．
（3）按照方案设计，试剂Z的作用是调节溶液的pH为3.1，以生成沉淀b[Fe（OH）₃]．试剂Z可选用AD（填选项字母）．
A．Al₂O₃            B．H₂SO₄        C．NaOH          D．Al（OH）₃．

Answer 1

分析 流程图分析可知，方案一是原料和过量的氢氧化钠溶液反应过滤得到沉淀a为Fe₂O₃，溶液a为偏铝酸钠溶液，通入过量的M为二氧化碳，和偏铝酸钠溶液反应生成碳酸氢钠和氢氧化铝沉淀，生成的氢氧化铝沉淀，加热分解生成氧化铝和水，电解熔融氧化铝得到金属铝；
方案二：是原料加入试剂Y为硫酸，得到硫酸铝和硫酸铁混合溶液，加入试剂Z为调节溶液PH使铁离子全部沉淀，过滤得到沉淀b为氢氧化铁沉淀，滤液为硫酸铝溶液，通入过量的氨气反应后过滤得到硫酸铵和氢氧化铝沉淀，灼烧分解得到氧化铝，电解熔融氧化铝得到金属铝，依据上述分析回答问题；

解答 解：流程图分析可知，方案一是原料和过量的氢氧化钠溶液反应过滤得到沉淀a为Fe₂O₃，溶液a为偏铝酸钠溶液，通入过量的M为二氧化碳，和偏铝酸钠溶液反应生成碳酸氢钠和氢氧化铝沉淀，生成的氢氧化铝沉淀，加热分解生成氧化铝和水，电解熔融氧化铝得到金属铝；
方案二：是原料加入试剂Y为硫酸，得到硫酸铝和硫酸铁混合溶液，加入试剂Z为调节溶液PH使铁离子全部沉淀，过滤得到沉淀b为氢氧化铁沉淀，滤液为硫酸铝溶液，通入过量的氨气反应后过滤得到硫酸铵和氢氧化铝沉淀，灼烧分解得到氧化铝，电解熔融氧化铝得到金属铝，
（1）试剂X的化学式为NaOH，反应Ⅰ是氧化铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式是Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O，实验室配制480mL 1mol•L^-1的X溶液，容量瓶无480ml的所以选择500ml容量瓶配制溶液，必须用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还有500 mL容量瓶，
故答案为：NaOH；Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O；500 mL容量瓶
（2）分析可知通入过量的M、N的化学式分别为CO₂，NH₃ ，反应Ⅱ、Ⅳ的离子方程式分别为CO₂+2H₂O+AlO₂^-═Al（OH）₃↓+HCO₃^-；Al³⁺+3NH₃+3H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案为：CO₂；NH₃ ；CO₂+2H₂O+AlO₂^-═Al（OH）₃↓+HCO₃^-；Al³⁺+3NH₃+3H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（3）按照方案设计，试剂Z的作用是调节溶液的pH为3.1，以生成沉淀b[Fe（OH）₃]，加入试剂Z能和酸反应但不能引入锌的杂质，可选用AD，B．H₂SO₄ 不能调节溶液PH升高沉淀铁离子，C．NaOH 会使铝离子、铁离子都沉淀，
故答案为：AD．

点评 本题考查了混合物的提纯分离过程、物质性质的分析判断、掌握基础是解题关键，题目难度中等．