Question

某科研小组以难溶性钾长石（K₂O•Al₂O₃•6SiO₂)为原料，提取A1₂O₃、 K₂CO₃等物质，工艺流程如下：

（1）“煅烧”过程中有如下反应发生：

①钾长石中的硅元素在CaCO₃作用下转化为CaSiO₃，写出SiO₂转化为CaSiO₃的 化学方程式_____________________。

②钾长石中的钾元素和铝元素在Na₂CO₃作用下转化为可溶性的NaAlO₂和 KAlO₂，写出Al₂O₃转化为NaAlO₂的化学方程式____________________________。

（2）已知NaAlO₂和KAlO₂易发生如下反应：AlO₂^－+2H₂OAl(OH)₃+OH^－。

“浸取”时，应保持溶液呈______性（填“酸”或“碱”）。“浸取”时不断搅拌的目的是______________。

（3）“转化”时加入NaOH的主要作用是_______ (用离子方程式表示）。

（4）上述工艺中可以循环利用的主要物质是_______、_______和水。

Answer

（16分）

（1）①CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑  （3分）

②Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑    （3分）

3   CuCl   FeCl2（3分） 

② Cl－+ CuCl = [CuCl2]－（2分）

③ 4FeCO3 + O24CO2 + 2Fe2O3 （3分）

④ CuCl2、 NaCl （4分）

（2）（共4分）不会产生SO2污染大气（2分），不用煅烧黄铜矿从而节约热能 [或可得副产品铁红和硫，合理答案都行。2分]

【解析】

试题分析：（1）①读图可知，缺少的生成物为FeCl2、CuCl，硫元素由—2升为0，设CuFeS2的系数为1，则2个硫原子升高总数为4，铜元素由+2降为+1，1个铜原子降低数为1，由于升降总数相等，则铁元素由+3降为+2，需要3个铁原子降低总数3，则CuFeS2+3FeCl3=CuCl+4FeCl2+2S；②依题意，难溶的CuCl与可溶的NaCl在水中发生反应，其原理为Cl－+ CuCl = [CuCl2]－；③依题意，该反应的反应物是FeCO3和O2，生成物是Fe2O3和CO2，铁元素由+2升为+3价，氧元素由0降为—2价，根据最小公倍数法配平可得：4FeCO3 + O24CO2 + 2Fe2O3；依题意，Na[CuCl2]在水中发生反应V，铜元素由+1部分升高为+2，部分降低为0，则溶液A中含有Cl－、Cu2+和Na+，所以推断A的溶质主要是CuCl2和NaCl；（2）传统方法需要高温煅烧，不仅消耗大量的能量，而且还产生大量的SO2等有毒气体，污染空气，新方法的优点是不会产生SO2污染大气，不用煅烧黄铜矿从而节约热能，可得副产品铁红和硫。

考点：考查有关物质制备的化学工艺流程推断题，涉及化学方程式的配平、主要流程中离子方程式、推断溶液的主要溶质、评价两种工艺的优缺点等。