Question

工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，还含有Fe2O3，SiO2），提取冶炼铝的原料氧化铝．提取的操作过程如下：

工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，还含有Fe2O3，SiO2），提取冶炼铝的原料氧化铝．提取的操作过程如下：已知：2NaAlO2+4H2SO4（过量）═Al2（SO4）3+Na2SO4+4H2O（1）实验室完成步骤①-③都有的实验操作为______，该实验操作所需要的玻璃仪器除烧杯外还需要______；（2）步骤①反应的化学方程式是：______（3）步骤①后所得残渣主要成分为：______（填化学式）；滤液1中要加入过量稀硫酸，所得沉淀的是______（填化学式）．（4）步骤③通入NH3后得到Al（OH）3的离子方程式是：______．（5）步骤④反应的化学方程式是：______．

Answer 1

向铝土矿中加入足量烧碱溶液后，氧化铝是两性氧化物，既溶液强酸又溶于强碱．Fe₂O₃不溶于碱，SiO₂溶于强碱，则在①得到的滤液1中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，滤渣为氧化铁；步骤②为向滤液1中加硫酸，硅酸根离子变为硅酸沉淀，偏铝酸根离子转化为铝离子，进入滤液，故滤液2中含有铝离子；步骤③为向滤液2中通氨气，将铝离子转化为氢氧化铝沉淀，加热氢氧化铝得氧化铝．
（1）实验室完成步骤①②③后，均得到沉淀和滤液，故三步均有的实验操作为过滤，过滤用到的玻璃仪器有：烧杯、漏斗、玻璃棒，故该实验操作所需要的玻璃仪器除烧杯外还需要漏斗和玻璃棒；
故答案为：过滤；漏斗、玻璃棒；
（2）向铝土矿（主要成分为Al₂O₃，还含有Fe₂O₃，SiO₂）中加入足量烧碱溶液后，Fe₂O₃不溶于碱，氧化铝是两性氧化物，既溶液强酸又溶于强碱，发生反应：Al₂O₃+2NaOH═2NaAlO₂+H₂O，SiO₂溶于强碱，发生反应：SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O；
故答案为：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O，SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O；
（3）Fe₂O₃与氢氧化钠溶液不反应，过滤后所得残渣为Fe₂O₃；滤液1中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，加入过量稀硫酸，发生反应：AlO₂^-+4H⁺═Al³⁺+2H₂O和 SiO₃²⁺+2H⁺═H₂SiO₃↓，所得沉淀的是：H₂SiO₃；
故答案为：Fe₂O₃；H₂SiO₃；
（4）滤液2中含有的离子为Al³⁺，步骤③通入NH₃后，Al³⁺和NH₃?H₂O反应，离子方程式为：3NH₃?H₂O+Al³⁺═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺或3NH₃+3H₂O+Al³⁺═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
故答案为：3NH₃?H₂O+Al³⁺═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺或3NH₃+3H₂O+Al³⁺═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（5）步骤④为氢氧化铝受热分解：2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O，故答案为：2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O．