Question

鋁是用途廣泛的金屬材料，目前工業(yè)上主要用鋁土礦（主要成分含氧化鋁、氧化鐵）來制取鋁，其常見的過程如下：

請回答下列問題：
（1）沉淀B的化學(xué)式為

 

，溶液C中陰離子主要是

 

．
（2）操作Ⅰ是

 

（填操作名稱）
（3）寫出①過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式

 

．
（4）Al（OH）₃沉淀必須進行洗滌才能通過操作Ⅳ獲得純凈Al₂O₃，操作Ⅳ是

 

（填操作名稱），簡述洗滌沉淀的操作方法：

 

．
（5）生產(chǎn)過程中，除水、CaO和CO₂可以循環(huán)使用外，還可循環(huán)使用的物質(zhì)有

 

（填化學(xué)式）．
（6）電解Al₂O₃制取金屬Al的陽極電極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題

分析：鋁土礦（主要成分含氧化鋁、氧化鐵）加入氫氧化鈉，氧化鐵不和堿反應(yīng)，氧化鋁可與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水；過濾后得到的沉淀B為氧化鐵，濾液中含氫氧化鈉和偏鋁酸鈉；通入二氧化碳，二氧化碳和偏鋁酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和碳酸鈉，二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉，過濾得到氫氧化鋁沉淀和碳酸鈉溶液；灼燒氫氧化鋁得到氧化鋁和水，電解氧化鋁得到鋁和氧氣；碳酸鈉溶液和氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣和氫氧化鈉，氫氧化鈉用來堿浸；灼燒碳酸鈣得到氧化鈣和二氧化碳，二氧化碳和氧化鈣循環(huán)使用．
（1）鋁土礦中含氧化鐵，氧化鐵不和堿反應(yīng)；氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀（E）和氫氧化鈉；
（2）不溶物和溶液分開采取過濾的方法；
（3）鋁土礦中含有氧化鋁，可與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水；
（4）氫氧化鋁受熱分解得到氧化鋁；洗滌沉淀，可在過濾器中加入水至淹沒沉淀，等水過濾后，重復(fù)操作2-3次；
（5）根據(jù)流程可以確定能循環(huán)使用的物質(zhì)：對碳酸鈣高溫煅燒生成的氧化鈣可以再和碳酸鈉水溶液作用，生成的二氧化碳還可以用來處理溶液C，二者均可以循環(huán)使用，氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉溶液即D溶液，反應(yīng)的總方程式為Na₂CO₃+CaO+H₂O═2NaOH+CaCO₃↓，氫氧化鈉用來堿浸，
（6）電解池中，陽極是惰性電極時，該極上是陰離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)．

解答： 解：（1）鋁土礦中含氧化鐵，氧化鐵不和堿反應(yīng)，氧化鋁可與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水；過濾后得到的沉淀B為氧化鐵，濾液中含氫氧化鈉和偏鋁酸鈉；
故答案為：Fe₂O₃；AlO₂^-和OH^-；
 （2）不溶物和溶液分開采取過濾的方法，氧化鐵不和堿反應(yīng)，為不溶物，氧化鋁可與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，故用過濾方法把沉淀和溶液分開；故答案為：過濾；
（3）鋁土礦中含有氧化鋁，可與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，反應(yīng)的離子方程式為Al₂O₃+2OH^-═2AlO^-₂+H₂O，
故答案為：Al₂O₃+2OH^-═2AlO^-₂+H₂O；
（4）氫氧化鋁受熱分解得到氧化鋁，故操作Ⅳ是灼燒；洗滌沉淀，可在過濾器中加入水至淹沒沉淀，等水自然流盡后重復(fù)操作2-3次，
故答案為：過濾；在過濾器中加入水至淹沒沉淀，等水自然流盡后重復(fù)操作2-3次；
（5）對碳酸鈣高溫煅燒生成的氧化鈣可以再和碳酸鈉水溶液作用，生成的二氧化碳還可以用來處理溶液C，二者均可以循環(huán)使用，氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉溶液即D溶液，反應(yīng)的總方程式為Na₂CO₃+CaO+H₂O═2NaOH+CaCO₃↓，氫氧化鈉用來堿浸，
故答案為：NaOH；
（6）電解池中，陽極是惰性電極時，該極上是陰離子O^2-發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)：2O^2--4e^-=O₂↑，
故答案為：2O^2--4e^-=O₂↑．

點評：本題考查物質(zhì)的分離和提純，側(cè)重于鋁的化合物的考查，難度中等，注意把握相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)以及化學(xué)方程式的書寫，學(xué)習(xí)中注意相關(guān)知識的積累．