Question

鋁元素在自然界中主要存在于鋁土礦（主要成分為Al₂O₃，還含有Fe₂O₃、FeO、SiO₂）中．工業(yè)上用鋁土礦制備鋁的某種化合物的工藝流程如下．

在濾液A中加入漂白液，目的是氧化除鐵，所得濾液B顯酸性．
（1）檢驗(yàn)濾液B中是否還含有鐵元素的方法為：

 

（注明試劑、現(xiàn)象）．
（2）將濾液B中的鋁元素以沉淀形式析出，可選用的最好試劑為

 

（填代號(hào)）．
a．氫氧化鈉溶液       b．硫酸溶液        c．氨水       d．二氧化碳
（3）由濾液B制備氯化鋁晶體涉及的操作為：

 

蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、

 

、洗滌．
（4）SiO₂和NaOH焙燒制備硅酸鈉，可采用的裝置為

 

（填代號(hào)）．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：圖示工藝流程為：鋁土礦（主要成分為Al₂O₃，還含有Fe₂O₃、FeO、SiO₂）加入稀鹽酸，得到濾渣為二氧化硅，濾液中含有鐵離子、亞鐵離子和鋁離子；加入漂白液后亞鐵離子氧化成鐵離子，鐵離子水解生成氫氧化鐵沉淀；濾液B為氯化鋁溶液；二氧化硫與氫氧化鈉在鐵坩堝中焙燒生成硅酸鈉，
（1）檢驗(yàn)濾液B中是否還含有鐵元素的方法為利用鐵離子和亞鐵離子的檢驗(yàn)方法進(jìn)行檢驗(yàn)，先檢驗(yàn)是否含鐵離子，再檢驗(yàn)是否含亞鐵離子；
（2）濾液B中鋁元素為氯化鋁，依據(jù)氫氧化鋁溶液強(qiáng)酸強(qiáng)堿，不溶于弱堿選擇；
（3）加入濃鹽酸抑制氯化鋁的水解，蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌；
（4）A．蒸發(fā)皿中含有二氧化硅和氫氧化鈉反應(yīng)；
B．鐵坩堝可以熔融二氧化硅和氫氧化鈉；
C．玻璃中含二氧化硅和氫氧化鈉反應(yīng)；
D．瓷坩堝含有二氧化硅和氫氧化鈉反應(yīng)．

解答： 解：根據(jù)流程可知，鋁土礦（主要成分為Al₂O₃，還含有Fe₂O₃、FeO、SiO₂）加入稀鹽酸，得到濾渣為二氧化硅，濾液中含有鐵離子、亞鐵離子和鋁離子；加入漂白液后亞鐵離子氧化成鐵離子，鐵離子水解生成氫氧化鐵沉淀；濾液B為氯化鋁溶液；二氧化硫與氫氧化鈉在鐵坩堝中焙燒生成硅酸鈉，
（1）濾液B中是否還含有鐵元素的方法為利用鐵離子和亞鐵離子的檢驗(yàn)方法進(jìn)行檢驗(yàn)，取少量濾液B，加入KSCN溶液，若不變紅，再加入氯水，仍然不變紅，說(shuō)明濾液B中不含鐵元素，
故答案為：取少量濾液B，加入KSCN溶液，若不變紅，再加入氯水，仍然不變紅，說(shuō)明濾液B中不含鐵元素；
（2）濾液中含有的是氯化鋁溶液，將濾液B中的鋁元素以沉淀形式析出，
a．氫氧化鈉溶液可以沉淀鋁離子但過(guò)了會(huì)溶解氫氧化鋁，氫氧化鈉不是最佳試劑，故a錯(cuò)誤；
b．硫酸溶液不與鋁離子反應(yīng)，故b錯(cuò)誤；
c．氨水是弱堿不能溶解氫氧化鋁，過(guò)量的氨水和鋁離子形成氫氧化鋁沉淀過(guò)濾得到氫氧化鋁固體，故c正確；
d．二氧化碳和氯化鋁不反應(yīng)，無(wú)法生成氫氧化鋁沉淀，故d錯(cuò)誤；
故答案為：c；
（3）加入濃鹽酸抑制氯化鋁的水解，蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶，過(guò)濾，洗滌，故答案為：加入濃鹽酸；過(guò)濾；
（4）A．蒸發(fā)皿中含有二氧化硅和氫氧化鈉反應(yīng)，不能用于SiO₂和NaOH焙燒制備硅酸鈉，故A錯(cuò)誤；
B．鐵坩堝可以熔融二氧化硅和氫氧化鈉，可在鐵坩堝中用SiO₂和NaOH焙燒制備硅酸鈉，故B正確；
C．玻璃中含二氧化硅和氫氧化鈉反應(yīng)，不能用于SiO₂和NaOH焙燒制備硅酸鈉，故C錯(cuò)誤；
D．瓷坩堝含有二氧化硅和氫氧化鈉反應(yīng)，不能用于SiO₂和NaOH焙燒制備硅酸鈉，故D錯(cuò)誤；
故答案為：B．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)制備方案的設(shè)計(jì)、常見(jiàn)物質(zhì)的分離與提純方法的綜合應(yīng)用，題目難度中等，明確制備工藝流程及反應(yīng)原理為解答關(guān)鍵，注意掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作方法，試題充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力．