Question

某研究性學習小組為了模擬工業(yè)上鋁土礦（主要成分為Al₂O₃，還有少量的Fe₂O₃、SiO₂等雜質）提取氧化鋁，設計流程圖如圖

（1）（Ⅰ）（Ⅱ）（Ⅲ）步驟中涉及到的物質分離操作是

 

（2）沉淀B的成分是

 

（寫化學式）
（3）操作（Ⅱ）中發(fā)生反應的離子方程式為

 

、

 

、

 

．
（4）操作（Ⅳ）中的“灼燒”時用來裝Al（OH）₃的儀器是

 

．
（5）實驗過程中稱取ag鋁土礦，實驗完成后理論上得到Al₂O₃為bg，則鋁土礦中所含鋁元素的質量分數為

 

（用含有a．b的表達式表示）

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：

分析：鋁土礦中加入過量稀硫酸，Al₂O₃和Fe₂O₃和稀硫酸反應生成硫酸鹽和水，SiO₂和稀硫酸不反應，然后采用過濾方法得到利用X、濾渣A，A為SiO₂，濾液X中溶質成分是Al₂（SO₄）₃、Fe₂（SO₄）₃、H₂SO₄，向濾液X中加入過量NaOH溶液，發(fā)生離子反應Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O、Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓、H⁺+OH^-=H₂O，然后過濾得到沉淀B為Fe（OH）₃，濾液Y中溶質為偏鋁酸鈉和硫酸鈉，向濾液Y中通入過量二氧化碳，發(fā)生反應AlO₂^-+2H₂O+CO₂=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，然后過濾得到濾液Z中溶質為碳酸氫鈉和硫酸鈉，沉淀為Al（OH）₃，將沉淀Al（OH）₃洗滌、干燥、灼燒得到氧化鋁，反應方程式為2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O，再結合題目分析解答．

解答： 解：鋁土礦中加入過量稀硫酸，Al₂O₃和Fe₂O₃和稀硫酸反應生成硫酸鹽和水，SiO₂和稀硫酸不反應，然后采用過濾方法得到利用X、濾渣A，A為SiO₂，濾液X中溶質成分是Al₂（SO₄）₃、Fe₂（SO₄）₃、H₂SO₄，向濾液X中加入過量NaOH溶液，發(fā)生離子反應 Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O、Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓、H⁺+OH^-=H₂O，然后過濾得到沉淀B為Fe（OH）₃，濾液Y中溶質為偏鋁酸鈉和硫酸鈉，向濾液Y中通入過量二氧化碳，發(fā)生反應AlO₂^-+2H₂O+CO₂=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，然后過濾得到濾液Z中溶質為碳酸氫鈉和硫酸鈉，沉淀為Al（OH）₃，將沉淀Al（OH）₃洗滌、干燥、灼燒得到氧化鋁，反應方程式為2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O，
（1）分離難溶性固體和溶液的方法是過濾，通過以上分析知，（Ⅰ）（Ⅱ）（Ⅲ）步驟中涉及到的物質分離操作是過濾，故答案為：過濾；
（2）通過以上分析知，沉淀B的成分是Fe（OH）₃，
故答案為：Fe（OH）₃；
（3）通過以上分析知，操作（Ⅱ）中發(fā)生反應的離子方程式為
Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O、Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓、H⁺+OH^-=H₂O，故答案為：Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓； H⁺+OH^-=H₂O；
（4）操作（Ⅳ）中的“灼燒”時用來裝Al（OH）₃的儀器是坩堝，故答案為：坩堝；
（5）實驗過程中稱取ag鋁土礦，實驗完成后理論上得到Al₂O₃為bg，則鋁土礦中所含鋁元素的質量分數為

bg× 27×2 27×2+16×3

ag

=

54b

102a

，故答案為：

54b

102a

．

點評：本題考查混合物的分離和提純，側重考查實驗基本操作、元素化合物性質，明確流程圖中各個步驟發(fā)生的反應及物質分離方法是解本題關鍵，注意坩堝和蒸發(fā)皿的區(qū)別，題目難度不大．