Question

(15分) 鋁土礦（主要成分為Al₂O₃，還含有SiO₂、Fe₂O₃）是工業上制備氧化鋁的主要原料。工業上提取氧化鋁的工藝流程如下：

① 沉淀 A、B的成分分別是        、        ；步驟②中的試劑a是      ；
② 試寫出步驟③中發生反應的離子方式  __________                       、
         __________            __________                  ；
③試寫出步驟③中濾液分解反應的方程式____________________________________.
④簡述氯化鋁溶液經過結晶得到氯化鋁晶體的實驗條件是                     。

Answer 1

(1)  ① SiO₂    Fe(OH)₃    NaOH溶液（各2分）
②  CO₂ + OH^- =HCO₃^-        CO₂ + AlO₂^-  + 2H₂O = Al(OH)₃ ↓+ HCO₃^-（各2分）
③ 2NaHCO₃  Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O （各2分）
④將溶液在較低溫度下加熱蒸發析出晶體，同時通入氯化氫氣體防止水解。（3分）

（1）二氧化硅和鹽酸不反應，所以A是二氧化硅。濾液甲中含有鋁離子和鐵離子，加入過量的氫氧化鈉，則生成氫氧化鐵沉淀，即B是氫氧化鐵。濾液乙中含有偏鋁酸鈉，通入CO₂生成氫氧化鋁沉淀。
（2）濾液乙中還含有過量的氫氧化鈉，所以方程式為CO₂ + OH^- =HCO₃^-  、CO₂ + AlO₂^-  + 2H₂O = Al(OH)₃ ↓+ HCO₃^-。
（3）碳酸氫鈉不穩定，受熱易分解，方程式為2NaHCO₃  Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O。
（4）由于氯化鋁易水解，所以在蒸發濃縮時必須防止水解，因此方法是將溶液在較低溫度下加熱蒸發析出晶體，同時通入氯化氫氣體防止水解。