Question

10．霞石是一種硅酸鹽，其組成可表示為K₂O•3Na₂0•4Al₂O₃•8SiO₂，某小組同學(xué)設(shè)計以霞石為原料制備Al₂O₃的方案如圖：

請回答下列問題：
（1）沉淀1的化學(xué)式為SiO₂．
（2）濾液1與過量NaOH溶液反應(yīng)的所有的離子方程式為H⁺+OH^-=H₂O、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
（3）寫出由溶液2生成Al（OH）₃離子方程式：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
（4）通入過量的二氧化碳，過濾后的濾液中含有的陰離子主要是Cl^-、HCO₃^-．
（5）由Al（OH）₃→Al₂O₃的反應(yīng)條件為加熱．
（6）某同學(xué)提出上述流程較煩瑣，可簡化流程，其方法是向濾液1中加入足量的試劑X即可得到Al（OH）₃，則試劑X為氨水．

Answer 1

分析 （1）由霞石為原料制備Al₂O₃的方案可知，霞石中加鹽酸，只有二氧化硅不反應(yīng)，則沉淀I為SiO₂；
（2）根據(jù)濾液1中含氯化鉀、氯化鈉、氯化鋁、HCl，再加過量的NaOH，除發(fā)生酸堿中和，NaOH還與氯化鋁反應(yīng)生成偏鋁酸鈉；
（3）溶液2中再通入二氧化碳，偏鋁酸鈉與過量二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉；
（4）溶液2中除生成碳酸氫鈉，原過量的NaOH也能與過量二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉，另外最初的濾液1中本身已經(jīng)含有的陰離子是氯離子，由此分析可知濾液里主要含有的陰離子；
（5）Al（OH）₃不穩(wěn)定，受熱易分解；
（6）Al（OH）₃是兩性氫氧化物，既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)，但弱酸如碳酸、弱堿如NH₃•H₂O不能溶解，再結(jié)合Al³⁺必須在堿性條件下才能生成Al（OH）₃，即可確定應(yīng)選擇的試劑．

解答 解：由霞石為原料制備Al₂O₃的方案可知，霞石中加鹽酸，只有二氧化硅不反應(yīng)，則沉淀I為SiO₂，濾液I中含氯化鉀、氯化鈉、氯化鋁、HCl，再加過量的NaOH，發(fā)生酸堿中和、氯化鋁與NaOH反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，再通入二氧化碳，偏鋁酸鈉與二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，過濾后加熱氫氧化鋁可制備氧化鋁．
（1）由上述分析可知，沉淀I為SiO₂，故答案為：SiO₂；
（2）向濾液1中加入過量NaOH溶液的有關(guān)反應(yīng)離子方程式為H⁺+OH^-=H₂O、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O或Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，故答案為：H⁺+OH^-=H₂O、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O或Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（3）由溶液2生成Al（OH）₃的離子方程式為AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，故答案為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（4）濾液里主要的陰離子，可結(jié)合濾液1中本身含有的氯離子，以及通入過量CO₂后生成的，故答案為：Cl^-、HCO₃^-；
（5）Al（OH）₃受熱易分解，選擇加熱可使Al（OH）₃分解生成Al₂O₃，故答案為：加熱；
（6）向濾液1中加入足量的試劑X即可得到Al（OH）₃，應(yīng)選擇弱堿，試劑X為氨水，故答案為：氨水．

點評 本題考查無機物制備實驗方案的設(shè)計，把握制備流程中的反應(yīng)、混合物分離方法為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實驗?zāi)芰Φ目疾�，注意氫氧化鋁的兩性，中等難度．