Question

铝土矿是工业上制取铝的基本原料。为了除去铝土矿中少量Fe₂O₃和SiO₂等杂质制得纯净的Al₂O₃，某化学兴趣小组设计探究实验，操作过程如图所示：

（1）操作过程中的试剂或方法：A是         ，B是           ，C是           。

（2）在溶液乙中通入过量CO₂后发生反应的离子方程式为                

（3）如果A、B互换，则通CO₂应改加                  。

（4）如果A、B互换，将溶液乙蒸干并灼烧，所得固体产物的主要成分是          （写化学式）。

Answer

（1）盐酸、过滤 ；氢氧化钠、过滤 ；加热

（2）AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓ （3）氨水 （4）Al2O3、NaCl

【解析】

试题分析：氧化铝是两性氧化物，既能溶于强酸又能溶于强碱．Fe2O3溶于强酸，不溶于碱，SiO2只溶于强碱，不溶于酸。由工艺流程可知，溶液乙中通入二氧化碳得到不溶物，不溶物可以得到氧化铝，则溶液乙中含有偏铝酸根，所以A为盐酸，过滤得到不溶为SiO2，溶液甲中含有铝离子、铁离子，再加入氢氧化钠溶液，除去铁离子，不溶物为氢氧化铁，将铝离子转化为偏铝酸根，过滤，偏铝酸根离子进入溶液乙中，在溶液中与二氧化碳反应生成Al(OH)3，加热生成Al2O3。

（1）由上述分析可知，A为盐酸、过滤，B为氢氧化钠、过滤，C为加热。

（2）偏铝酸钠溶液与过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，反应的离子方程式为： AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓。

（3）若将A、B互换，溶液甲中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，再加入盐酸，溶液乙中主要含有铝离子、氯离子、钠离子，应加入氨水将铝离子转化氢氧化铝沉淀。

（4）若将A、B互换，溶液乙中主要含有铝离子、氯离子、钠离子，加热溶液乙，HCl挥发、铝离子水解，得到Al(OH)3及NaCl，灼烧Al(OH)3分解生成Al2O3，所以所得固体产物的主要成分是Al2O3、NaCl。

【考点定位】考查物质的分离与提纯，探究实验方案的设计与评价，铝及其化合物的性质。

【考点定位】本题考查物质的分离与提纯，探究实验方案的设计与评价，铝及其化合物的性质。氧化铝是两性氧化物，既能溶于强酸又能溶于强碱．Fe2O3溶于强酸，不溶于碱，SiO2只溶于强碱，不溶于酸。由工艺流程可知，溶液乙中通入二氧化碳得到不溶物，不溶物可以得到氧化铝，则溶液乙中含有偏铝酸根，所以A为盐酸，过滤得到不溶为SiO2，溶液甲中含有铝离子、铁离子，再加入氢氧化钠溶液，除去铁离子，不溶物为氢氧化铁，将铝离子转化为偏铝酸根，过滤，偏铝酸根离子进入溶液乙中，在溶液中与二氧化碳反应生成Al(OH)3，加热生成Al2O3。据此解答。