Question

【題目】鋁是重要的金屬材料，鋁土礦(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3雜質)是工業上制取鋁的原料。實驗室模擬工業上以鋁土礦為原料制取Al2(SO4)3和銨明礬晶體[NH4Al(SO4)2·12H2O]的工藝流程如圖所示：

請回答下列問題：

（1）固體a的化學式為________。

（2）寫出Ⅱ中加過量的燒堿涉及到的反應離子方程式______________、_____________；Ⅲ中通入足量CO2氣體發生反應的離子方程式為_________________。

（3）由Ⅲ中得到濾液c的實驗操作為__________，從銨明礬溶液中獲得銨明礬晶體的實驗操作依次為(填操作名稱)________、冷卻結晶、過濾洗滌。

（4）濾液c顯________性，日常生活中常用其溶質來________________（任寫一點）；

（5）向銨明礬NH4Al(SO4)2中加氫氧化鋇使硫酸根離子完全沉淀化學方程式為_____________。

Answer 1

【答案】SiO2Al3+ +4OH-=AlO2—+2H2OFe3+ +3OH-=Fe(OH)3↓AlO2—＋CO2＋2H2O=HCO3—＋Al(OH)3↓過濾蒸發濃縮堿發酵粉2Ba(OH)2+NH4Al(SO4)2=2BaSO4↓+NH3·H2O+Al(OH)3↓

【解析】

鋁土礦用鹽酸溶解，Al2O3、Fe2O3與鹽酸反應得到AlCl3、FeCl3，SiO2不與鹽酸反應，過濾得到固體a為SiO2，濾液中含有AlCl3、FeCl3及剩余的HCl，再加入過量的燒堿，反應得到氫氧化鐵沉淀、偏鋁酸鈉、氯化鈉，過濾，紅褐色固體b為氫氧化鐵，溶液Ⅲ中含有偏鋁酸鈉、氯化鈉及剩余的NaOH，通入過量的二氧化碳，反應生成氫氧化鋁沉淀與碳酸氫鈉，過濾，濾液c中含有氯化鈉、碳酸氫鈉，將沉淀加熱分解得到氧化鋁，用硫酸溶解得到硫酸鋁溶液，再通入氨氣，得到銨明礬溶液，最后經過蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾等操作得到銨明礬晶體。

（1）鋁土礦中Al2O3和Fe2O3能溶于鹽酸，SiO2不溶于鹽酸，所以固體a的化學式為SiO2。（2）向含有FeCl3、AlCl3的溶液中加入過量的NaOH溶液，發生的反應得到Fe(OH)3紅褐色沉淀和偏鋁酸鈉溶液；反應的離子方程式為：Fe3＋＋3OH-＝Fe(OH)3↓；Al3＋＋4OH-＝AlO2-+2H2O；再向濾液中通入過量的CO2，得到Al(OH)3白色沉淀和HCO3—，反應的離子方程式是：AlO2—＋CO2＋2H2O=HCO3—＋Al(OH)3↓。（3）流程中I、II、III都存在固體和液體的分離，應用過濾的方法，從銨明礬溶液中獲得銨明礬晶體的實驗操作依次為蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌。（4）濾液c中含有氯化鈉、碳酸氫鈉，碳酸氫鈉在溶液中水解，溶液顯堿性；日常生活中，碳酸氫鈉可以做發酵劑和泡沫滅火劑。（5）向銨明礬NH4Al(SO4)2中加氫氧化鋇使硫酸根離子完全沉淀，得到硫酸鋇沉淀、氫氧化鋁沉淀和一水合氨，反應的化學方程式為2Ba(OH)2+NH4Al(SO4)2=2BaSO4↓+NH3·H2O+Al(OH)3↓。