Question

铝是应用广泛的金属，以铝土矿（主要成分为A1₂O₃，含SiO₂和Fe₂O₃等杂质）为原料制备铝的一种工艺流程如图：

已知：SiO₂在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。

（1）“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为__。

（2）“滤渣Ⅰ”的成分有___。

（3）向“过滤Ⅰ”所得滤液中通入足量的CO₂，反应的离子方程式为___。

（4）“滤液Ⅱ”中加入足量的CaO，生成的__（填化学式）可循环利用。

（5）“灼烧”的化学方程式为___。

Answer

Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O 氧化铁、铝硅酸钠 AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- CaCO3 2Al(OH)3Al2O3+3H2O

【解析】

铝土矿（主要成分为A12O3，含SiO2和Fe2O3等杂质），加入NaOH溶液，SiO2、Al2O3反应，Fe2O3不反应，SiO2反应转化为铝硅酸钠沉淀，过滤得到主要是偏铝酸钠和氢氧化钠溶液，通入足量CO2气体，生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3，过滤后，滤液中NaHCO3和CaO反应生成CaCO3沉淀，而Al(OH)3沉淀加热变为Al2O3，电解熔融Al2O3得到Al和O2。

⑴“碱溶”时Al2O3和NaOH反应生成NaAlO2，其离子方程式为Al2O3+2OH-= 2AlO2-+H2O；

⑵Fe2O3和NaOH不反应，SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀，因此“滤渣Ⅰ”的成分有Fe2O3、铝硅酸钠；

⑶向“过滤Ⅰ”所得滤液中通入足量的CO2，CO2和NaAlO2反应生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3，其离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-；

⑷“滤液Ⅱ”中加入足量的CaO，CaO和水反应生成Ca(OH)2，再与NaHCO3反应生成CaCO3，可循环利用；

⑸过滤得到Al(OH)3沉淀，“灼烧”生成Al2O3，其化学方程式为2Al(OH)3Al2O3+3H2O。