Question

3．榴石礦石可以看作CaO、FeO、Fe₂O₃、A1₂O₃、SiO₂組成．工業(yè)上對其進行綜合利用的流程如下：

（1）用方程式表示盛放氫氧化鈉溶液的試劑瓶不能用玻璃塞的原因2NaOH+SiO₂=Na₂SiO₃+H₂O；
（2）溶液Ⅰ中除了Ca²⁺外，還可能含有的金屬陽離子有Al³⁺、Fe³⁺、Fe²⁺；
（3）步驟③中NaOH參加反應的離子方程式是Al（OH）₃+OH^-═[Al（OH）₄]^-，鼓入空氣并充分攪拌的目的是使氫氧化亞鐵全部轉化為氫氧化鐵．
（4）在工業(yè)生產中，步驟④通入過量CO₂而不加入鹽酸的原因是使用二氧化碳可以避免鹽酸過量導致生成的氫氧化鋁溶解，同時二氧化碳容易制取且價格便宜，寫出步驟④通入過量CO₂的離子方程式[Al（OH）₄]^-+CO₂=Al（OH）₃+HCO₃^-．
（5）試設計實驗證明榴石礦中含有FeO（試劑任選，說明實驗操作與現(xiàn)象）取少量礦石，加稀硫酸溶解后，向其中滴加酸性的高錳酸鉀溶液，若紫色退去，證明礦石中含有FeO．

Answer 1

分析 榴石礦石可以看作CaO、FeO、Fe₂O₃、A1₂O₃、SiO₂組成，加入鹽酸溶解過濾得到濾液中含氯化鈣、氯化亞鐵、氯化鐵、氯化鋁、鹽酸，固體為SiO₂，溶液中加入氫氧化鈉反應生成氫氧化鐵、氫氧化亞鐵、氫氧化鋁，過濾得到沉淀物A加熱過量氫氧化鈉通入空氣，氧化氫氧化亞鐵生成沉淀物氫氧化鐵和溶液Ⅱ為偏鋁酸鈉溶液，通入過量二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀，加熱分解生成氧化鋁；
（1）二氧化硅是酸性氧化物和堿反應生成鹽和水；
（2）溶液Ⅰ除去鈣離子，含有陽離子Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺；
（3）步驟③中NaOH參加反應和氫氧化鋁反應生成偏鋁酸鈉溶液，鼓入空氣充分攪拌使為了氫氧化亞鐵氧化為氫氧化鐵；
（4）步驟④通入過量CO₂而不加入鹽酸的原因是避免鹽酸過量使氫氧化鋁溶解，二氧化碳制備方法簡單價格便宜，過濾的二氧化碳和四羥基合鋁酸鈉反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉；
（5）取少量礦石加入稀硫酸溶解后加入高錳酸鉀溶液若褪色證明含有氧化亞鐵．

解答 解：榴石礦石可以看作CaO、FeO、Fe₂O₃、A1₂O₃、SiO₂組成，加入鹽酸溶解過濾得到濾液中含氯化鈣、氯化亞鐵、氯化鐵、氯化鋁、鹽酸，固體為SiO₂，溶液中加入氫氧化鈉反應生成氫氧化鐵、氫氧化亞鐵、氫氧化鋁，過濾得到沉淀物A加熱過量氫氧化鈉通入空氣，氧化氫氧化亞鐵生成沉淀物氫氧化鐵，和溶液Ⅱ為偏鋁酸鈉溶液，通入過量二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀，加熱分解生成氧化鋁；
（1）玻璃中的二氧化硅和氫氧化鈉溶液反應，生成硅酸鈉和水，反應的化學方程式為：2NaOH+SiO₂=Na₂SiO₃+H₂O，
故答案為：2NaOH+SiO₂=Na₂SiO₃+H₂O；
（2）依據(jù)流程分析判斷，溶液Ⅰ除去鈣離子，含有陽離子Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺，
故答案為：Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺；
（3）步驟③中NaOH參加反應和氫氧化鋁反應生成偏鋁酸鈉溶液，反應的離子方程式為：Al（OH）₃+OH^-═[Al（OH）₄]^-，鼓入空氣充分攪拌使為了氫氧化亞鐵氧化為氫氧化鐵，
故答案為：Al（OH）₃+OH^-═[Al（OH）₄]^-；使其中氫氧化亞鐵氧化為氫氧化鐵；
（4）步驟④通入過量CO₂而不加入鹽酸的原因是避免鹽酸過量使氫氧化鋁溶解，二氧化碳制備方法簡單價格便宜，步驟④通入過量CO₂的反應是二氧化碳和四羥基合鋁酸鈉反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，反應的離子方程式為：[Al（OH）₄]^-+CO₂=Al （OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：使用二氧化碳可以避免鹽酸過量使氫氧化鋁溶解，同時二氧化碳容易制備價格便宜，[Al（OH）₄]^-+CO₂=Al （OH）₃+HCO₃^-；
（5）取少量礦石加入稀硫酸溶解后充分反應，滴入高錳酸鉀溶液若褪色證明礦石中含有氧化亞鐵，
故答案為：取少量礦石加入稀硫酸溶解后充分反應，滴入高錳酸鉀溶液若褪色證明礦石中含有氧化亞鐵．

點評 本題考查了物質分離方法和流程分析判斷，主要是實驗操作和物質性質的理解應用，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．