Question

【题目】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。

①铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下：

②以萤石（CaF2）和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：

回答下列问题：

（1）滤液Ⅰ中的阴离子有 ____________________________；

（2）滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是________，反应2的离子方程式为________________；

（3）E可作为建筑材料，化合物C是______，写出由D制备冰晶石的化学方程式_____________；

（4）已知：Kw=1.0×1014，Al(OH)3AlO－2+ H+ + H2O K=2.0×1013。Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数等于_________。

Answer 1

【答案】 SiO32- OH- AlO2- CaSiO3 2AlO2-+CO2+3H2O＝2Al（OH）3↓+CO32-；（或AlO2-+CO2+2H2O＝Al（OH）3↓+HCO3-） 浓H2SO4 12HF+3Na2CO3+2Al（OH）3＝2Na3AlF6+3CO2+9H2O 20

【解析】（1）铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等，当向铝土矿中加入氢氧化钠溶液时发生反应为2NaOH＋SiO2＝Na2SiO3＋H2O、2NaOH＋Al2O3＝2NaAlO2＋H2O，因此滤液Ⅰ中的阴离子有SiO32-、OH-、AlO2-。（2）产生的Na2SiO3和NaAlO2在滤液Ⅰ中，向滤液中加入CaO发生反应CaO+H2O＝Ca(OH)2、 Ca(OH)2+ Na2SiO3＝CaSiO3↓+2NaOH，因此滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是硅酸钙；NaAlO2仍然留在滤液Ⅱ中。这时通入CO2气体，发生反应的离子方程式为2AlO2－＋CO2＋3H2O＝2Al(OH)3↓＋CO32－。（3）萤石和浓硫酸在加热时发生反应硫酸钙和HF，其中硫酸钙用于建筑材料；根据原子守恒可知HF和碳酸钠、氢氧化铝发生反应产生冰晶石的方程式为12HF＋3Na2CO3＋2Al(OH)3＝2Na3AlF6＋3CO2＋9H2O。（4）Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的方程式为Al(OH)3+OH－＝AlO2－+2H2O，该反应的平衡常数为。