Question

霞石是一种硅酸盐，其组成可表示为K₂O?3Na₂O?4Al₂O₃?8SiO₂，某小组同学设计以霞石为原料制备Al₂O₃的方案如下：

请回答下列问题：
（1）沉淀1的主要成分的化学式为

 

．
（2）向滤液1中加入过量NaOH溶液的有关反应离子方程式为

 

．
（3）由溶液2生成Al（OH）₃的离子方程式为

 

．
（4）某同学提出上述流程较繁琐，可简化流程，其方法是向滤液1中加入足量的试剂X即可得到Al（OH）₃，则试剂X为

 

．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：由霞石为原料制备Al₂O₃的方案可知，霞石中加盐酸，只有二氧化硅不反应，则沉淀I为SiO₂，滤液I中含氯化钾、氯化钠、氯化铝、HCl，再加过量的NaOH，发生酸碱中和、氯化铝与NaOH反应生成偏铝酸钠，再通入二氧化碳，偏铝酸钠与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀，过滤后加热氢氧化铝可制备氧化铝，以此来解答．

解答： 解：由霞石为原料制备Al₂O₃的方案可知，霞石中加盐酸，只有二氧化硅不反应，则沉淀I为SiO₂，滤液I中含氯化钾、氯化钠、氯化铝、HCl，再加过量的NaOH，发生酸碱中和、氯化铝与NaOH反应生成偏铝酸钠，再通入二氧化碳，偏铝酸钠与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀，过滤后加热氢氧化铝可制备氧化铝，
（1）由上述分析可知，沉淀I为SiO₂，故答案为：SiO₂；
（2）向滤液1中加入过量NaOH溶液的有关反应离子方程式为H⁺+OH^-=H₂O、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O或（Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O），
故答案为：H⁺+OH^-=H₂O、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O或（Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O）；
（3）由溶液2生成Al（OH）₃的离子方程式为AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，故答案为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（4）向滤液1中加入足量的试剂X即可得到Al（OH）₃，应选择弱碱，则试剂X为氨水，故答案为：氨水．

点评：本题考查制备实验方案的设计，为高频考点，把握制备流程中的反应、混合物分离方法为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意氢氧化铝的两性，题目难度不大．