Question

14．从铝土矿（主要成分是Al₂O₃，含SiO₂、Fe₂O₃、MgO等杂质）中提取Al₂O₃的两种工艺流程如下：

请回答下列问题：
（1）流程甲加入盐酸后生成Fe³⁺的离子方程式为Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O；
（2）固体A 是SiO₂（填化学式），写出沉淀F转化为氧化铝的化学方程式2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O；
（3）流程乙中，烧碱与Al₂O₃反应的离子方程式为Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O；
（4）固体X 是Fe₂O₃、MgO（填化学式）

Answer 1

分析 由工艺流程甲可知，铝土矿与盐酸反应得固体A为滤液B，因为铝土矿中有SiO₂不反应，则固体A为SiO₂，滤液B含有AlCl₃、FeCl₃、MgCl₂等，滤液中加入过量的NaOH，Mg²⁺、Fe ³⁺转化为Mg（OH）₂、Fe（OH）₃沉淀，Al³⁺转化为AlO₂^-，然后过滤，滤液D含有NaAlO、NaCl、NaOH，所以向滤液D中通入过量CO₂，生成Al（OH）₃沉淀与NaHCO₃，沉淀F为Al（OH）₃，滤液E中含有NaCl、NaHCO₃；
根据工艺流程乙可知，铝土矿中的Al₂O₃、SiO₂能和NaOH溶液反应，可知固体X为Fe₂O₃、MgO等，滤液Y为Na₂SiO₃、NaHCO₃，滤液中通入过量CO₂，沉淀Z为Al（OH）₃、硅酸，滤液K中含有NaHCO₃，
煅烧氢氧化铝得到氧化铝，据此分析解答．

解答 解：由工艺流程甲可知，铝土矿与盐酸反应得固体A为滤液B，因为铝土矿中有SiO₂不反应，则固体A为SiO₂，滤液B含有AlCl₃、FeCl₃、MgCl₂等，滤液中加入过量的NaOH，Mg²⁺、Fe ³⁺转化为Mg（OH）₂、Fe（OH）₃沉淀，Al³⁺转化为AlO₂^-，然后过滤，滤液D含有NaAlO、NaCl、NaOH，所以向滤液D中通入过量CO₂，生成Al（OH）₃沉淀与NaHCO₃，沉淀F为Al（OH）₃，滤液E中含有NaCl、NaHCO₃；
根据工艺流程乙可知，铝土矿中的Al₂O₃、SiO₂能和NaOH溶液反应，可知固体X为Fe₂O₃、MgO等，滤液Y为Na₂SiO₃、NaHCO₃，滤液中通入过量CO₂，沉淀Z为Al（OH）₃、硅酸，滤液K中含有NaHCO₃，
煅烧氢氧化铝得到氧化铝，
（1）氧化铁和稀硫酸反应生成铁离子、水，离子方程式为Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O，故答案为：Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O；
（2）通过以上分析知，A为SiO₂，煅烧氢氧化铝得到氧化铝，反应方程式为2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O，
故答案为：SiO₂；2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O；
（3）氧化铝是两性氧化物，能溶于强碱溶液生成偏铝酸盐和水，所以和NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和水，离子方程式为Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O，故答案为：Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O；
（4）通过以上分析知，X是不和NaOH反应的物质，为Fe₂O₃、MgO，故答案为：Fe₂O₃、MgO．

点评 本题考查物质分离和提纯，为高频考点，涉及元素化合物之间的转化、物质的性质等知识点，明确流程图中各个步骤发生的反应及操作方法是解本题关键，侧重考查学生分析与实验能力，题目难度不大．