Question

铝土矿（主要成分为Al₂O₃，还含有SiO₂、Fe₂O₃）是工业上制备铝的主要原料。工业上制取铝的工艺流程如下：

（1）沉淀A____________，沉淀C是___________。

（2）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的名称是___________，所需要的玻璃仪器有___________

（3）滤液甲含有Fe³⁺，写出硫氰化钾溶液检验Fe³⁺的离子方程式___________。

（4）生成沉淀C的离子方程式___________

（5）若滤液甲中c(H^＋)=1.0mol·L^－1，c(Al^3＋)=2.0mol·L^－1，c(Fe^3＋)=2.0mol·L^－1，现取100mL滤液，若要把Al³⁺、Fe³⁺分开，加入2mol/LNaOH溶液的体积至少为___________mL.

（6）已知铍和铝的性质类似，请写出铍和氢氧化钠溶液反应的离子方程式___________

Answer

SiO2 Al(OH)3 过滤 烧杯、玻璃棒、漏斗 Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3 Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3 750mL Be＋2OH－=＋H2↑

【解析】

Al2O3为两性氧化物，Fe2O3为碱性氧化物，SiO2为酸性氧化物，加入稀盐酸，Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O、Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋6H2O，SiO2不与稀盐酸反应，沉淀A为SiO2，滤液甲中含有Al3＋、Fe3＋、H＋、Cl－，操作Ⅱ利用Al(OH)3表现两性，除去Fe3＋，即过量试剂a为NaOH，沉淀B为Fe(OH)3，滤液乙中含有、Na＋、OH－、Cl－，根据流程，沉淀C为Al(OH)3，Al(OH)3溶于强碱，不溶于弱碱，因此试剂b为NH3·H2O，据此分析；

(1)SiO2属于酸性氧化物，不溶于稀盐酸，因此沉淀A为SiO2，沉淀C加热得到Al2O3，即沉淀C为Al(OH)3；

(2)操作I、Ⅱ、Ⅲ均得到沉淀和滤液，因此操作名称为过滤，所需的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯；

(3)Fe3＋与SCN－反应的离子方程式为Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3；

(4)试剂b为过量，沉淀C为Al(OH)3，Al(OH)3溶于强碱，不溶于弱碱，即试剂b为NH3·H2O，生成C的离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3；

(5)要把Al3＋和Fe3＋分开，发生的反应有H＋＋OH－=H2O、Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓、Al3＋＋4OH－=＋2H2O，因此至少消耗NaOH的物质的量为n(NaOH)=n(H＋)＋3n(Fe3＋)＋4n(Al3＋)=100×10－3L×1.0mol·L－1＋4×100×10－3L×2.0mol·L－1＋3×100×10－3L×2.0mol·L－1=1.5mol，即消耗2mol·L－1NaOH的体积为750mL；

(6)Be的性质与Al相似，因此Br与NaOH反应的离子方程式为Be＋2OH－=＋H2↑。