Question

【題目】廣東河源市東源縣某村土壤的主要成份是Al2O3、Fe3O4及SiO2，廣州大學附屬東江中學“探險號”化學興趣小組設計以下流程提取金屬鋁：

信息提示：氧化鋁在電解條件下可得金屬鋁；Fe(OH)3、Al(OH)3、Fe(OH)2開始沉淀與完全沉淀的pH數據表：

	Fe(OH)3	Al(OH)3	Fe(OH)2
開始沉淀的pH	2.7	3.3	5.9
完全沉淀的pH	3.2	5.2	8.4

(1)溶液A含有的金屬陽離子為_________________固體B的化學式為_______________________

(2)步驟中通入氯氣時的離子方程式為___________________________________________________

(3)溶液C的pH范圍是_____________________，操作②的名稱是_________________________

(4)通入試劑a的離子方程式為_________________________________________________________

Answer 1

【答案】Al3+、Fe2+、Fe3+ Al2O3 Cl2 + 2Fe2+ == 2Cl- + 2Fe3+ 3.2≤pH＜3.3 過濾 Al3+ + 3NH3·H2O == Al(OH)3↓ + 3NH4+

【解析】

Al2O3與稀硫酸反應生成硫酸鋁和水，Fe3O4與稀硫酸反應生成硫酸鐵、硫酸亞鐵和水，SiO2和稀硫酸不反應，所以溶液A中含有硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵；溶液A通入氯氣，氯氣把Fe2+氧化為Fe3+；調節pH除去Fe3+，過濾后，向溶液C中通入氨水，生成氫氧化鋁沉淀，過濾，加熱氫氧化鋁，分解為氧化鋁，電解熔融氧化鋁生成單質鋁。

(1) Al2O3與稀硫酸反應生成硫酸鋁和水，Fe3O4與稀硫酸反應生成硫酸鐵、硫酸亞鐵和水，SiO2和稀硫酸不反應，溶液A中含有硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵，溶液A含有的金屬陽離子為Al3+、Fe2+、Fe3+；固體A是氫氧化鋁，加熱氫氧化鋁，分解為氧化鋁，所以固體B是氧化鋁，化學式為Al2O3；

(2)通入氯氣時，氯氣把Fe2+氧化為Fe3+，反應的離子方程式為Cl2 + 2Fe2+ = 2Cl- + 2Fe3+；

(3) 調節pH的目的是除去Fe3+，所以溶液C的pH范圍是3.2≤pH＜3.3，操作②是分離出氫氧化鐵沉淀，操作②的名稱是過濾；

(4)通入試劑a的目的是生成氫氧化鋁沉淀，試劑a是氨水，反應的離子方程式為Al3+ + 3NH3·H2O = Al(OH)3↓ + 3NH4+。