Question

工业上从铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质）中提取氧化铝的两种流程如下：

Answer 1

解题思路：铝土矿中的成分能与HCl反应的有Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO，不反应的是SiO₂，所以固体A为SiO₂，滤液B中有Al³⁺、Fe³⁺、Mg²⁺，再加入过量烧碱，Al³⁺+4OH^-=[Al（OH）₄]^-，Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，沉淀C为Fe（OH）₃、Mg（OH）₂的混合物；滤液D中为Na[Al（OH）₄]、NaOH（过量），Na[Al（OH）₄]能与CO₂反应，Na[Al（OH）₄]+CO₂（过量）=Al（OH）₃↓+NaHCO₃，故滤液E为NaHCO₃，沉淀F为Al（OH）₃，Al（OH）₃灼烧得到Al₂O₃；铝土矿中能与NaOH溶液反应的有Al₂O₃、SiO₂，所以固体X为Fe₂O₃、MgO，发生反应为：Al₂O₃+2NaOH+3H₂O=2Na[Al（OH）₄]，SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O，

（1）根据Al₂O₃与盐酸反应生成氯化铝和水，据此书写离子方程式；

（2）根据SiO₂与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，书写离子方程式；

（3）根据工艺流程甲可知，固体A为SiO₂，滤液B含有氯化铝、氯化铁、氯化镁等，沉淀C为氢氧化铁、氢氧化镁，滤液D含有偏铝酸钠、氯化钠，所以向滤液D中通入过量二氧化碳，反应生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠；

（4）①Fe³⁺与硫氰化钾溶液反应，使溶液变红色，据此解答；

②铁离子与铜反应生成亚铁离子和铜离子，根据原电池工作原理可知正极得到电子，则正极铁离子得到电子生成亚铁离子．

铝土矿中的成分能与HCl反应的有Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO，不反应的是SiO₂，所以固体A为SiO₂，滤液B中有Al³⁺、Fe³⁺、Mg²⁺，再加入过量烧碱，Al³⁺+4OH^-=[Al（OH）₄]^-，Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，沉淀C为Fe（OH）₃、Mg（OH）₂的混合物；滤液D中为Na[Al（OH）₄]、NaOH（过量），Na[Al（OH）₄]能与CO₂反应，Na[Al（OH）₄]+CO₂（过量）=Al（OH）₃↓+NaHCO₃，故滤液E为NaHCO₃，沉淀F为Al（OH）₃，Al（OH）₃灼烧得到Al₂O₃；

铝土矿中能与NaOH溶液反应的有Al₂O₃、SiO₂，所以固体X为Fe₂O₃、MgO，Al₂O₃+2NaOH+3H₂O=2Na[Al（OH）₄]，SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O，

（1）Al₂O₃与盐酸反应生成氯化铝和水，反应离子方程式为：Al₂O₃+6H⁺═2Al³⁺+3H₂O，故答案为：Al₂O₃+6H⁺═2Al³⁺+3H₂O；

（2）SiO₂与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，反应的离子方程式为：SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O，故答案为：SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O；

（3）根据工艺流程甲可知，固体A为SiO₂，滤液B含有氯化铝、氯化铁、氯化镁等，沉淀C为氢氧化铁、氢氧化镁，滤液D含有偏铝酸钠、氯化钠，所以向滤液D中通入过量二氧化碳，反应生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，碳酸氢钠可用于制纯碱或做发酵粉等，

故答案为：NaHCO₃；制纯碱或做发酵粉等；

（4）Fe³⁺与硫氰化钾溶液反应使溶液变红色，所以检验是否含Fe³⁺离子的方法为：取少量滤液B，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液变红色，说明滤液中含Fe³⁺，溶液不变红色，说明滤液中不含Fe³⁺，

故答案为：硫氰化钾；

②用FeCl₃溶液腐蚀印刷电路铜板，铁离子与铜反应生成亚铁离子和铜离子，反应的化学方程式为：2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂，若将该反应设计成原电池，负极铜失去电子生成铜离子，正极铁离子得到电子生成亚铁离子，则正极的电极反应式为Fe³⁺+e^-=Fe²⁺，

故答案为：2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂；Fe³⁺+e^-=Fe²⁺．

点评：

本题考点： 物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用；常见化学电源的种类及其工作原理．

考点点评： 本题考查从铝土矿中提取氧化铝的工艺流程，题目难度中等，正确理解制备流程及反应原理为解答关键，注意掌握铝及其化合物性质，试题侧重考查学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．