Question

某探究小組在實(shí)驗(yàn)室中用鋁土礦（主要成分為Al₂O₃，還含有Fe₂O₃、SiO₂）提取氧化鋁．回答下列問(wèn)題：

（1）在實(shí)驗(yàn)中需用1mol?L^-1的NaOH溶液480mL，配制該溶液已有下列儀器：托盤(pán)天平（砝碼）、膠頭滴管、藥匙、玻璃棒，還缺少的儀器

 

．在灼燒操作中用到下列儀器中的一種，其名稱是

 

．

（2）寫(xiě)出步驟①中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式

 

．
（3）操作③中的洗滌操作如何進(jìn)行？

 

．
（4）甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中用如圖裝置制備CO₂氣體，并通入濾液B中制備Al（OH）₃時(shí)，結(jié)果沒(méi)有產(chǎn)生預(yù)期現(xiàn)象．

乙同學(xué)分析認(rèn)為：甲同學(xué)通入CO₂的量不足是導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗的原因之一，你認(rèn)為乙的分析是否合理？

 

．若合理，請(qǐng)用離子方程式解釋其原因

 

 （若你認(rèn)為不合理，該空不作答）．
丙同學(xué)分析認(rèn)為：甲同學(xué)通入的CO₂中含有HCl氣體，也是導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗的原因，在實(shí)驗(yàn)中增加某裝置可解決這個(gè)問(wèn)題．請(qǐng)幫助丙同學(xué)畫(huà)出該裝置圖，并注明試劑名稱．

Answer 1

考點(diǎn)：金屬的回收與環(huán)境、資源保護(hù)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題,元素及其化合物

分析：（1）依據(jù)一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制方法以及儀器的選擇回答即可，依據(jù)灼燒需要的儀器選擇即可；
（2）氧化鋁是兩性氧化物，既溶液強(qiáng)酸又溶于強(qiáng)堿．只Fe₂O₃溶于強(qiáng)酸，不溶于堿，SiO₂只溶于強(qiáng)堿，不溶于酸．①為鹽酸，則在①得到濾液中含有鋁離子、鐵離子，濾渣為二氧化硅；
（3）依據(jù)濾渣的洗滌方法解答即可；
（4）二氧化碳不足量時(shí)，只發(fā)生CO₂和NaOH的反應(yīng)；
除去CO₂中的HCl用飽和NaHCO₃溶液，且洗氣裝置中導(dǎo)氣管遵循“長(zhǎng)進(jìn)短出”原則．

解答： 解：（1）在實(shí)驗(yàn)中需用1mol?L^-1的NaOH溶液480mL，但是實(shí)驗(yàn)室中無(wú)480mL的容量瓶，依據(jù)“大而近”的儀器選擇原則，故應(yīng)選取500mL容量瓶，配制該溶液需要溶解固體，故還需要燒杯，灼燒需要耐高溫的材料，故選擇坩堝，故答案為：500mL容量瓶、燒杯；坩堝；
（2）①為鹽酸，則在①得到濾液中含有鋁離子、鐵離子，濾渣為二氧化硅．①氧化鋁與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和水，離子反應(yīng)方程式為：Al₂O₃+6H⁺═2Al³⁺+，氧化鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵與水，離子反應(yīng)方程式為：Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O，故答案為：Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、Al₂O₃+6H⁺═2Al³⁺+3H₂O；
（3）濾渣的洗滌方法為：沿玻璃棒向漏斗中注入少量水，使水面浸過(guò)沉淀物，并不漫過(guò)濾紙邊緣，等水濾出后，再次加水洗滌，反復(fù)幾次，即可把固體洗滌干凈，
故答案為：向過(guò)濾器中加入蒸餾水，使水剛好沒(méi)過(guò)沉淀物，等水自然流盡后，重復(fù)操作2～3次；
（4）濾液中含有過(guò)量的NaOH，二氧化碳不足量時(shí)，先發(fā)生CO₂和NaOH的反應(yīng)，所以該同學(xué)解釋合理，離子方程式為2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O，故答案為：合理；2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O；除去CO₂中的HCl用飽和NaHCO₃溶液，且洗氣裝置中導(dǎo)氣管遵循“長(zhǎng)進(jìn)短出”原則，該裝置圖為，故答案為：．

點(diǎn)評(píng)：本題考查用鋁土礦提取氧化鋁，理解工藝流程是解題的關(guān)鍵，平時(shí)注意分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力的培養(yǎng)，題目難度中等．