Question

榴石礦石可以看作CaO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂組成，由榴石礦石制取氯化鈣和氧化鋁的實驗步驟如下：

（1）榴石礦加鹽酸溶解后，溶液里除了Ca²⁺外，還含有的金屬離子是________。
（2）對溶液Ⅰ進行操作時，控制溶液pH＝9～10 （有關氫氧化物沉淀的pH見下表）NaOH不能過量，若NaOH過量可能會導致_________溶解，      沉淀。

氫氧化物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Ca(OH)2
開始沉淀pH	1.5	3.3	12.0

（3）寫出向沉淀物A中加入過量氫氧化鈉溶液的離子方程式                   。
（4）①某同學在實驗室中用圖1裝置制取CO₂氣體并通入溶液Ⅱ中，結果沒有沉淀產生，可能的原是              ；為了能產生沉淀，該同學對圖1裝置進行了改進，改進的方法為         。

②若將二氧化碳氣體通入澄清石灰水中，石灰水變渾濁，混合體系中除存在電離平衡、水解平衡外，還存在溶解平衡，用方程式表示該溶解平衡關系                           。

Answer 1

(1) Fe^3＋ Al^3＋(2)Al(OH)₃  Ca(OH)₂(3)Al(OH)₃＋OH^－=[Al(OH)₄]^－(4)①鹽酸揮發，制取的二氧化碳中含有鹽酸   在甲與乙之間加一盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣瓶②CaCO₃(s)Ca²⁺(aq)+CO₃^2-(aq)

試題分析：榴石礦石中氧化鈣、氧化鋁、氧化鐵與鹽酸生成氯化鈣、氯化鋁、氯化鐵，二氧化硅不反應。溶液I中控制pH=9～10，使Fe³⁺、Al³⁺完全沉淀，Ca²⁺不沉淀，若氫氧化鈉過量，則氫氧化鋁溶解，Ca²⁺也形成沉淀。沉淀物A為氫氧化鋁和氫氧化鐵的混合物，加入過量氫氧化鈉溶液，氫氧化鋁溶解生成偏鋁酸鈉，氫氧化鐵不溶，向偏鋁酸鈉、氫氧化鈉混合溶液中通入過量二氧化碳氣體生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉。將大理石與鹽酸產生的二氧化碳氣體通入偏鋁酸鈉、氫氧化鈉混合溶液中無沉淀產生可能原因是二氧化碳氣體中含有大量氯化氫氣體，可將產生的氣體通過盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣瓶。二氧化碳通入澄清石灰水生成碳酸鈣沉淀，CaCO₃(s)Ca²⁺(aq)+CO₃^2-(aq)。
點評：實驗室用石灰石與鹽酸制得的二氧化碳氣體中混有氯化氫氣體和水蒸氣，可改用碳酸鈉溶液與硫酸溶液反應。