Question

【題目】從鋁土礦(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質)中提取氧化鋁的兩種工藝流程如圖：

請回答下列問題：

(1)圖中涉及分離溶液和沉淀所采取的操作名稱是___，該實驗操作用到的玻璃儀器___。

(2)檢驗濾液B含Fe3+，可取少量濾液并加入__(填試劑名稱)。

(3)流程甲通入過量CO2后生成沉淀F的離子反應方程式為__。

(4)流程乙加入燒堿溶解SiO2的化學反應方程式___。

(5)能否將向溶液D中通入過量CO2換成加入過量鹽酸？___(填 能 或 不能)，其理由是___。

Answer 1

【答案】過濾 燒杯、玻璃棒、漏斗 KSCN AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- 2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O 不能 過量鹽酸與Al(OH)3反應產生AlCl3(或寫為AlO2-+4H+=Al3++2H2O)

【解析】

由工藝流程甲可知，鋁土礦(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質)，鋁土礦與過量鹽酸反應時，Al2O3、Fe2O3、MgO反應變為AlCl3、FeCl3、MgCl2以及過量的HCl，而SiO2不能反應，所以得到的固體A為SiO2，濾液B含有FeCl3、MgCl2、AlCl3、HCl，向濾液B中加入過量的NaOH，FeCl3、MgCl2反應產生Fe(OH)3、Mg(OH)2沉淀；AlCl3變為NaAlO2，HCl反應變為NaCl，因此可推知沉淀C為Fe(OH)3、Mg(OH)2沉淀，濾液D含有NaAlO2、NaCl、NaOH，向濾液D中通入過量CO2，NaAlO2反應生成Al(OH)3沉淀與NaHCO3，沉淀F為Al(OH)3，Al(OH)3分解產生Al2O3和H2O，濾液E中含有NaCl、NaHCO3；

根據工藝流程乙可知，鋁土礦中加入過量的NaOH溶液，Al2O3、SiO2能和NaOH反應，生成NaAlO2、Na2SiO3，Fe2O3、MgO不能發生反應，所以固體X為Fe2O3、MgO等，濾液Y為NaAlO2、Na2SiO3、NaOH，向濾液Y中通入過量CO2，NaOH 反應產生NaHCO3，NaAlO2與過量CO2的反應產生Al(OH)3和NaHCO3，Na2SiO3反應產生H2SiO3沉淀，所以沉淀Z為Al(OH)3、H2SiO3，濾液K中含有NaHCO3。

據此分析解答。

根據上述分析可知：沉淀A是SiO2，溶液B中含有FeCl3、MgCl2、AlCl3、HCl，沉淀C為Fe(OH)3、Mg(OH)2，溶液D為NaAlO2、NaCl、NaOH，溶液E為NaCl、NaHCO3，沉淀F為Al(OH)3。固體X為Fe2O3、MgO，溶液Y為NaAlO2、Na2SiO3、NaOH，沉淀Z為Al(OH)3、H2SiO3，濾液K中含有NaHCO3。

(1)圖中分離溶液和沉淀所采取的操作名稱過濾，所用玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗；

(2)驗證濾液B中含Fe3+的方法是：取少量濾液向其中加入KSCN溶液，若溶液變血紅色，證明濾液中含Fe3+；

(3)濾液D中含有NaAlO2、NaCl、NaOH，向濾液D中通入過量CO2，NaAlO2與CO2、H2O反應生成Al(OH)3沉淀與NaHCO3，反應的離子方程式為：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-；

(4)流程乙中加入燒堿，NaOH與SiO2反應產生Na2SiO3和H2O，反應的化學反應方程式2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O；

(5)溶液D中含有NaAlO2、NaCl、NaOH，向D中通入過量CO2氣體，由于CO2與H2O反應產生的H2CO3是弱酸，不能與反應產生的Al(OH)3反應，最后會得到Al(OH)3沉淀；HCl是強酸，能夠與兩性氫氧化物Al(OH)3發生反應，所以若向溶液D中通入過量CO2換成加入過量鹽酸，NaAlO2與少量HCl反應產生的Al(OH)3沉淀被過量鹽酸溶解反應產生可溶性的AlCl3，所以不能用稀鹽酸代替二氧化碳。