Question

用霞石岩（主要成份Na₂O、K₂O、Al₂O₃、SiO₂）制碳酸钠、碳酸钾和氧化铝的工艺流程如下：

已知：NaHCO₃溶液的pH约为8~9，Na₂CO₃溶液的pH约为11~12。

溶解过滤工序产生的滤液中含钠、钾和铝的可溶性盐类，钙和硅等其他杂质在滤渣霞石泥中。部分物质的溶解度见图，根据题意回答下列问题：

固体M的化学式是__________， X物质是___________。

实验室进行煅烧操作时盛放固体物质的实验仪器是 __________，滤液W中主要含有的离子有__________________。

碳酸化Ⅰ中发生主要反应的离子方程式是_______________________________________。

操作Ⅰ是_________（填写名称），操作Ⅱ是 _______(选填编号)。

a．趁热过滤 b．冷却过滤    c．蒸馏 d．灼烧

碳酸化Ⅱ调整pH=8的目的是____________________，产品K₂CO₃中最可能含有的杂质是________(写化学式)。

实验室用下面流程测定产品碳酸钾的纯度，为提高实验精度，T试剂最好是____________；操作Ⅲ的名称是_______________。

Answer

Al2O3   CO2 （2分）  坩埚    Na+、K+、HCO3? （2分）

2AlO2? + CO2 + 3H2O →2Al(OH)3↓+ CO32?（产物写成HCO3—不给分）（2分）

蒸发   a  （2分）碳酸根转化为碳酸氢根离子，利于KHCO3结晶析出     Na2CO3（2分）

足量BaCl2溶液(写CaCl2给分，不扣分)    恒重操作(重复干燥称量操作)（2分）

【解析】

试题分析：（1）在高温下矿石、石灰石、煤混合反应生成的X可以进行碳酸的酸化，实验X一定是CO2气体。溶解过滤工序产生的滤液中含钠、钾和铝的可溶性盐类，钙和硅等其他杂质在滤渣霞石泥中，所以通入CO2后一定生成氢氧化铝沉淀，灼烧则得到氧化铝，即M是氧化铝。

（2）固体灼烧应该在坩埚中进行。滤液W可以循环使用，原来制备碳酸钠和碳酸钾，所以其中主要含有的离子有Na+、K+、HCO3?。

（3）碳酸化Ⅰ的目的是制备氢氧化铝，又因为溶液的pH＝11，所以生成的是碳酸盐，而不是碳酸氢盐，即该反应的离子方程式应该是2AlO2? + CO2 + 3H2O →2Al(OH)3↓+ CO32?。

（4）操作Ⅰ的目的是制备碳酸盐，所以应该是蒸发浓缩，然后趁热过滤即可，答案选a。

（5）碳酸氢钾灼烧生成碳酸钾，所以碳酸化Ⅱ调整pH=8的目的是碳酸根转化为碳酸氢根离子，利于KHCO3结晶析出。由于溶液中还含有碳酸氢钠，所以产品K2CO3中最可能含有的杂质是碳酸钠。

（6）要测定测定产品碳酸钾的纯度，则应该把碳酸钾转化为碳酸盐沉淀，由于碳酸钡比碳酸钙难溶，所以T试剂最好是足量BaCl2溶液。为了防止误差，应该重复干燥称量操作，所以操作Ⅲ的名称是恒重操作。

考点：考查物质化学式的判断、仪器的选择、反应条件的控制、基本实验操作以及方程式的书写