Question

工業(yè)上用鋁土礦（主要成分是Al₂O₃，含F(xiàn)e₂O₃、MgO等雜質(zhì)）制取金屬鋁的工藝流程如下：

請回答下列問題：
（1）在沉淀C中加入過量鹽酸，過濾后得到濾液F，若要驗證濾液F中含F(xiàn)e³⁺，可取少量濾液并加入

 

（填試劑名稱）．
（2）在實(shí)驗室中欲從溶液E中得到較純凈的固體NaOH，需要進(jìn)行的操作順序是：

 

、趁熱過濾、

 

、

 

、洗滌、干燥．
（3）生產(chǎn)過程中，可以循環(huán)使用的物質(zhì)有四種，除NaOH、H₂O、CO₂以外，另外一種物質(zhì)是

 

（填化學(xué)式）．
（4）已知25℃時，Mg（OH）₂的溶度積常數(shù)Kap=5.6×10-12．取適量的濾液F，加入一定量的燒堿至達(dá)到沉淀溶解平衡，測得pH=13.0，則此溫度下殘留在溶液中的c（Mg²⁺）=

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗方案的設(shè)計,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì),物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗設(shè)計題

分析：鋁土礦的成分中，只有氧化鋁能和氫氧化鈉之間反應(yīng)得到偏鋁酸鈉溶液，氧化鐵和氧化鎂均是不溶于氫氧化鈉的物質(zhì)，向偏鋁酸鈉中通過量的二氧化碳?xì)怏w，可以獲得氫氧化鋁和碳酸氫鈉，碳酸氫鈉可以和氫氧化鈣之間反應(yīng)獲得碳酸鈣和氫氧化鈉，碳酸鈣高溫煅燒可以得到氧化鈣和二氧化碳，氫氧化鋁能受熱分解為氧化鋁和水，電解熔融的氧化鋁可以獲得金屬鋁和氧氣，根據(jù)流程中的各物質(zhì)結(jié)合實(shí)驗基本操作知識來回答即可．

解答： 解：鋁土礦的成分中，只有氧化鋁能和氫氧化鈉之間反應(yīng)得到偏鋁酸鈉溶液，氧化鐵和氧化鎂均是不溶于氫氧化鈉的物質(zhì)，即為沉淀C的成分，所以B的成分是偏鋁酸鈉和氫氧化鈉，向偏鋁酸鈉中通過量的二氧化碳?xì)怏w，可以獲得氫氧化鋁和碳酸氫鈉，B中通入的氣體是二氧化碳，碳酸氫鈉可以和氫氧化鈣之間反應(yīng)獲得碳酸鈣和氫氧化鈉，碳酸鈣高溫煅燒可以得到氧化鈣和二氧化碳，氫氧化鋁能受熱分解為氧化鋁和水，電解熔融的氧化鋁可以獲得金屬鋁和氧氣．
（1）要驗證濾液F中含F(xiàn)e³⁺，可取少量濾液并加入硫氰化鉀溶液，看溶液是否變紅色來檢驗，故答案為：硫氰化鉀溶液；
（2）從氫氧化鈉溶液中獲得氫氧化鈉的固體的方法是：加熱濃縮（或蒸發(fā)濃縮）趁熱過濾、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，故答案為：加熱濃縮（或蒸發(fā)濃縮）；冷卻結(jié)晶；過濾；
（3）物質(zhì)Y是氫氧化鈣，碳酸鈣高溫下分解得到CaO和二氧化碳，其中氧化鈣也是可以循環(huán)使用的，用來制取氫氧化鈣即可，故答案為：CaO；
（4）根據(jù)氫氧化鎂的Ksp=c（Mg²⁺）?c（OH^-）²，則c（Mg²⁺）=

Ksp

c(OH-)2

=

5.6×10-12

0．12

mol/L=5.6×10^-10mol?L^-1，故答案為：5.6×10^-10mol?L^-1．

點(diǎn)評：本題主要考查了元素化合物中金屬鋁、鐵的性質(zhì)，解題時要將知識靈活運(yùn)用于實(shí)驗的設(shè)計，題目難度不大．