Question

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工艺流程如下：

请回答下列问题：

(1)流程甲加入盐酸后生成Al^3＋的离子方程式为                                    。

(2)流程乙加入烧碱后生成SiO₃^2-的离子方程式为                                    。

(3)验证滤液B含Fe^3＋，可取少量滤液并加入        (填试剂名称)。

(4)滤液E、K中溶质的主要成分是        (填化学式)，写出该溶质的一种用途：        。

(5)已在298 K时，Mg(OH)₂的溶度积常数K_sp＝5.6×10^－12。取适量的滤液B，加入一定量的烧碱至达到沉淀溶解平衡，测得pH＝13，则此温度下残留在溶液中的c(Mg^2＋)＝        。

Answer

(1)Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O (2)SiO2＋2OH－=SiO32-＋H2O (3)硫氰化钾(或苯酚溶液等合理答案) (4)NaHCO3；制纯碱(或做发酵粉等合理答案)(5)5.6×10－10 mol·L－1

【解析】本题考查从铝土矿中提取氧化铝的工艺流程。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。(5)中应用Ksp的有关计算，Ksp＝c(Mg2＋)·c2(OH－)，c(OH－)＝1.0×10－1 mol·L－1，所以c(Mg2＋)＝＝＝5.6×10－10(mol·L－1)。