Question

铝土矿的主要成分是Al₂O₃，含有杂质SiO₂、Fe₂O₃、MgO．工业上从铝土矿中提取铝可采用如图所示工艺流程：

请回答下列问题：

（1）图中涉及分离溶液与沉淀的实验方法是____________(填操作名称),此操作需要用到的玻璃仪器____________、_____________、____________。

（2）沉淀B的成分是_________(填化学式，下同)，沉淀C的成分是____________；

（3）写出生成溶液D的离子方程式______________________；

（4）物质M转化为铝的化学方程式为______________________；溶液D中通入过量CO ₂生成沉淀F的离子方程式为______________ 。

Answer

过滤 漏斗 玻璃棒 烧杯 SiO2 Mg(OH)2和Fe(OH)3 Al3+ + 4OH－====[Al(OH)4]－或Al3+ + 4OH-====AlO2- + 2H2O 2Al2O3 4Al+3O2↑ [Al(OH)4]－ + CO2 ==Al(OH)3↓+ HCO3－ 或AlO2- + CO2 + 2H2O====Al(OH)3↓+ HCO3-

【解析】1）分离不溶于水的固体和液体，可用过滤的方法，需要用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯；（2）铝土矿加过量盐酸溶解，MgO、Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解，反应方程式分别为：MgO+2HCl=MgCl2+H2O，Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O。而SiO2不与盐酸反应，所以沉淀B为不溶物SiO2；滤液A中含有的阳离子有Fe3+、Al3+、Mg2+、H+，加入过量烧碱，氢离子和氢氧化钠反应生成水，镁离子、铁离子和铝离子都和氢氧化钠反应生成氢氧化物沉淀，氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子，所以沉淀C的成分是氢氧化镁、氢氧化铁；（3）氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子，反应的离子方程式为Al3+ + 4OH－＝[Al(OH)4]－或Al3++4OH-＝AlO2-+2H2O；（4）溶液D中含偏铝酸根离子，通入过量CO2和二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢根离子，离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3-；根据流程图沉淀F为氢氧化铝，氢氧化铝受热分解生成氧化铝和水，电解熔融的氧化铝生成铝，方程式为2Al2O34Al+3O2↑。