Question

17．从铝土矿（主要成分是Al₂O₃，含SiO₂、Fe₂O₃、MgO等杂质）中提取氧化铝两种工艺流程如下：

请回答下列问题：
（1）流程乙加入烧碱后的离子方程式为Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O、SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O．
（2）固体A的应用光纤、饰品、制硅、制玻璃等（两点）．
（3）滤液D与少量CO₂反应的离子方程式为CO₂+2OH^-═CO₃^2-+H₂O．向该滤液K中加入足量石灰水的离子方程式为HCO₃^-+Ca²⁺+OH^-═CaCO₃↓+H₂O．
（4）流程乙制氧化铝的优点是所用的试剂较经济，缺点是氧化铝中会混入二氧化硅．

Answer 1

分析 由工艺流程甲可知，铝土矿与盐酸反应得固体A为滤液B，则固体A为SiO₂，滤液B含有氯化铝、氯化铁、氯化镁等，滤液中加入过量的NaOH，可推知沉淀C为氢氧化铁、氢氧化镁，滤液D含有偏铝酸钠、氯化钠、NaOH，所以向滤液D中通入过量二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，沉淀F为Al（OH）₃，滤液E中含有NaCl、NaHCO₃；
根据工艺流程乙可知，铝土矿中的Al₂O₃、SiO₂能和氢氧化钠反应，可知固体X为Fe₂O₃、MgO等，滤液Y为硅酸钠、偏铝酸钠，滤液中通入过量二氧化碳，沉淀Z为Al（OH）₃、硅酸，滤液K中含有NaHCO₃，以此来解答．

解答 解：由工艺流程甲可知，铝土矿与盐酸反应得固体A为滤液B，则固体A为SiO₂，滤液B含有氯化铝、氯化铁、氯化镁等，滤液中加入过量的NaOH，可推知沉淀C为氢氧化铁、氢氧化镁，滤液D含有偏铝酸钠、氯化钠、NaOH，所以向滤液D中通入过量二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，沉淀F为Al（OH）₃，滤液E中含有NaCl、NaHCO₃；
根据工艺流程乙可知，铝土矿中的Al₂O₃、SiO₂能和氢氧化钠反应，可知固体X为Fe₂O₃、MgO等，滤液Y为硅酸钠、偏铝酸钠，滤液中通入过量二氧化碳，沉淀Z为Al（OH）₃、硅酸，滤液K中含有NaHCO₃，
（1）流程乙加入烧碱后，铝土矿中的Al₂O₃、SiO₂能和氢氧化钠反应，反应的离子方程式为Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O、SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O，
故答案为：Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O、SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O；
（2）固体A为SiO₂，常用作光纤、饰品、制硅、制玻璃等，
故答案为：光纤、饰品、制硅、制玻璃等；
（3）滤液D含有偏铝酸钠、氯化钠、NaOH，少量CO₂与滤液D中氢氧化钠先反应，反应的离子方程式为 CO₂+2OH^-═CO₃^2-+H₂O，向该滤液K中加入足量石灰水的离子方程式为，滤液K中含有NaHCO₃，向该滤液K中加入足量石灰水的离子方程式为HCO₃^-+Ca²⁺+OH^-═CaCO₃↓+H₂O，
故答案为：CO₂+2OH^-═CO₃^2-+H₂O；HCO₃^-+Ca²⁺+OH^-═CaCO₃↓+H₂O；
（4）根据分析可知，沉淀Z为Al（OH）₃、硅酸，最终得到的氧化铝中会混入二氧化硅，
故答案为：氧化铝中会混入二氧化硅．

点评 本题以氧化铝提取工艺流程为载体考查混合物分离实验方案的设计，为高频考点，涉及无机物推断、元素化合物性质及相互转化、除杂的方法、离子方程式等，侧重分析与实验能力的考查，题目难度中等．