Question

铝硅合金材料性能优良。铝土矿（含30%SiO₂、40.8% Al₂O₃、和少量的 Fe₂O₃等）干法制取该合金的工艺如下：

（1）铝硅合金中若含有铁，会影响其抗腐蚀性能，

原因是________________________

（2）焙烧除铁反应时，Fe₂O₃转化为NH₄Fe(SO₄ )₂,Al₂O₃ 少部分发生类似反应，写出Fe₂O₃反应的化学方程式：           _____氧化物转化为硫酸盐的百分率与温度的关系如图，最适宜的焙烧温度是_______

（3）若操作①所得的溶液中加入过量的NaOH溶液，含铝微粒发生的离子反应方程式是：___________。

（4）用焦炭还原SiO₂、 Al₂O₃ 会产生SiC 等中间体。写出中间体SiC再与 Al₂O₃ 生成硅、铝单质的化学反应方程式，并用单线桥标出电子转移方向和数目：_________________。

（5）已知25℃ Ksp[Al(OH)₃]=1.0×10^-33 , Ksp[Fe(OH)₃]=4.0×10^-38,向FeCl₃和AlCl₃的混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液，生成Al(OH)₃和Fe(OH)₃ 沉淀，当两种沉淀共存时，上层清液中c（Al³⁺）：c(Fe³⁺)=____________。

Answer

28（14分）（1）铁与铝形成原电池，加快了铝的腐蚀

（2）4(NH4)2SO4+Fe2O3 2NH4Fe(SO4)2+3H2O+6NH3↑ 300℃

（3）Al3++4OH-=AlO2-+2H2O或Al3++4OH-=Al(OH)4-

（4）3SiC+Al2O33Si+2Al+3CO↑ （5）2.5×104

【解析】

试题分析：（1）铝硅合金材料中若含铁，会影响其抗腐蚀性是因为铁与铝形成原电池，加快了铝的腐蚀。

（2）焙烧除铁反应时，Fe2O3转化为NH4Fe(SO4 )2，化合价没有发生变化，属于非氧化还原反应，根据原子守恒配平，则Fe2O3反应的化学方程式为：4(NH4)2SO4+Fe2O3 2NH4Fe(SO4)2+3H2O+6NH3↑；从图中可以看出，300℃时Fe2O3的转化率已经很高，升高温度变化不大，而在300℃时Al2O3转化率低，为了减少Al2O3发生反应，温度最好控制在300℃。

（3）焙烧时有一部分Al2O3发生反应生成NH4Al(SO4)2，所得的溶液中含有Al3+，加入过量的NaOH溶液，Al3+发生反应的离子方程式为：Al3++4OH-=AlO2-+2H2O或Al3++4OH-=Al(OH)4-。

（4）中间体SiC与Al2O3反应生成铝、硅单质，化学方程式为3SiC+Al2O33Si+2Al+3CO↑。

（5）已知25℃ Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33 , Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38, 向FeCl3和AlCl3的混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液生成Al(OH)3和Fe(OH)3 沉淀，当两种沉淀共存时，溶液中c(OH-)浓度相等，则c(OH-)3= Ksp[Al(OH)3]÷c(Al3+)= Ksp[Fe(OH)3]÷c(Fe3+)，则c（Al3+）：c(Fe3+)==1.0×10-33 ÷4.0×10-38=2.5×104。

考点：考查化工流程题的解题方法、金属腐蚀、沉淀溶解平衡的应用等知识。