Question

（14分）用霞石岩（化学式为 KNa₃[AlSiO₄]₄ ，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：①NaHCO₃溶液的pH约为8～9，Na₂CO₃溶液的pH约为11～12。

②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下图。

试回答下列问题：

（1）灼烧得到固体M的化学方程式是_______________。

（2）X物质是___________，滤液W中主要含有的离子有____________。（写三种）

（3）操作Ⅰ得到碳酸钠晶体的操作为   、      、      、洗涤、干燥。

（4）碳酸化Ⅰ中发生主要反应的离子方程式是_______________________________。

（5）碳酸化Ⅱ调整pH＝8的目的是________________________________________________。

Answer

（1）2Al(OH)3 Al2O3+ 3H2O （2分）

（2）CO2 或二氧化碳（2分） Na+、K+、HCO3− （3分，各1分，错写．多写每个倒扣1分至0分）

（3）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤（3分，各1分）

（4）2AlO2− + CO2 + 3H2O === 2Al(OH)3↓ + CO32− （2分，产物写成HCO3- 给0分）

（5）碳酸根转化为碳酸氢根离子（1分），利于KHCO3结晶析出（1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，反应的化学方程式为2Al(OH)3 Al2O3+ 3H2O；

（2）根据以上分析可知M是氧化铝。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）操作Ⅰ的目的是制备碳酸盐，所以应该是蒸发浓缩，冷却结晶然后过滤即可；

（4）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-；

（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。

考点：考查物质制备工艺流程图的分析判断