Question

铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al₂O₃和冰晶石（Na₃AlF₆）混合熔融电解制得。

Ⅰ.铝土矿的主要成分是Al₂O₃和SiO₂等。从铝土矿中提炼Al₂O₃的流程如图：

（1）写出反应1中涉及的任意一个化学方程式____；

（2）滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是____，已知气体A在标准状况下的密度为1.96g/L，写出A过量时，反应2的离子方程式____；

Ⅱ.以萤石（CaF₂）和纯碱为原料制备冰晶石的流程如图：

（3）萤石（CaF₂）的电子式____；

（4）若E为硫酸钙，D为最稳定的气态氢化物，则化合物C是____，写出由D制备冰晶石（Na₃AlF₆）的化学方程式____。

Answer

2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O或2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O CaSiO3 AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- H2SO4 12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O

【解析】

I.铝土矿用NaOH溶液处理，Al2O3和SiO2溶解为NaAlO2和Na2SiO3，加CaO后Na2SiO3生成CaSiO3沉淀，过滤后的滤液通入酸性气体，使NaAlO2生成Al(OH)3沉淀，过滤出的Al(OH)3沉淀经煅烧得到Al2O3；Ⅱ.萤石(CaF2)和难挥发酸共热得到HF气体，HF气体和Na2CO3、Al(OH)3反应便得到冰晶石Na3AlF6。可在此基础上解各小题。

Ⅰ.(1)反应1为Al2O3和SiO2和NaOH溶液反应，生成NaAlO2和Na2SiO3，反应的化学方程式为：2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O或2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O。

答案为：2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O或2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O；

(2)滤液Ⅰ中含的Na2SiO3与加入的CaO反应生成CaSiO3沉淀；气体A在标准状况下的密度为1.96g/L，则A的摩尔质量为：M=ρVm=1.96g/L×22.4L∙mol-1=44g∙mol-1，气体A能与NaAlO2生成Al(OH)3沉淀，故A为CO2。反应2的离子方程式为：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-。

答案为：CaSiO3；AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-；

(3)CaF2是离子化合物，由F-和Ca2+构成，故CaF2的电子式为：。

答案为：；

(4)最稳定的气态氢化物是HF，则D为HF；若E为硫酸钙，化合物C是难挥发酸，则C是H2SO4；根据已知物质和质量守恒，可写出由D(HF)制备冰晶石(Na3AlF6)的化学方程式为：12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O。

答案为：H2SO4；12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O。