Question

已知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：

（1）写出反应1中的化学方程式：

 

；

 

．
（2）滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是

 

；反应2的离子方程式为

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,镁、铝的重要化合物

专题：实验设计题,元素及其化合物

分析：铝土矿的主要成分是Al₂O₃和SiO₂等，从铝土矿中提炼Al₂O₃的工艺流程原理为：铝土矿加入氢氧化钠溶液，
二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠与水，氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，所以滤渣为在碱性条件下的不溶物，得到滤液1中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，加入CaO，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙与硅酸钠反应生成硅酸钙沉淀；滤液Ⅱ中的溶质为NaAlO₂，通入CO₂，B煅烧生成Al₂O₃，故B为Al（OH）₃，气体A应该为CO₂．
（1）铝土矿的主要成分是Al₂O₃和SiO₂等，与NaOH反应分别为：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O；
（2）滤液Ⅰ中含有硅酸钠、偏铝酸钠，加入CaO，生成氢氧化钙，氢氧化钙与硅酸钠反应生成硅酸钙沉淀；
由工艺流程可知，B为氢氧化铝，故气体A为二氧化碳，滤液Ⅱ主要是偏铝酸钠，偏铝酸钠溶液通入二氧化碳，生成氢氧化铝与碳酸钠；

解答： 解：铝土矿的主要成分是Al₂O₃和SiO₂等，从铝土矿中提炼Al₂O₃的工艺流程原理为：铝土矿加入氢氧化钠溶液，二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠与水，反应方程式为：2NaOH+SiO₂═Na₂SiO₃+H₂O，氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，反应方程式为：2NaOH+Al₂O₃═2NaAlO₂+H₂O，所以滤渣为在碱性条件下的不溶物，得到滤液1中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，加入CaO，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙与硅酸钠反应生成硅酸钙沉淀；滤液Ⅱ中的溶质为NaAlO₂，通入CO₂，发生反应为：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-，B煅烧生成Al₂O₃，故B为Al（OH）₃，气体A应该为CO₂．
（1）铝土矿的主要成分是Al₂O₃和SiO₂等，与NaOH反应：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O；
故答案为：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O；
（2）滤液Ⅰ中含有硅酸钠、偏铝酸钠，加入CaO，生成氢氧化钙，氢氧化钙与硅酸钠反应生成硅酸钙沉淀；
由工艺流程可知，B为氢氧化铝，故气体A为二氧化碳，滤液Ⅱ主要是偏铝酸钠，偏铝酸钠溶液通入二氧化碳，生成氢氧化铝与碳酸钠，反应方程式为：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O═2Al（OH）₃↓+CO₃^2-，
故答案为：CaSiO₃；2AlO₂^-+CO₂+3H₂O═2Al（OH）₃↓+CO₃^2-；

点评：本题考查化学工艺流程、无机物推断等，题目难度中等，理解工艺流程是解题的关键，需要学生基本扎实的据此与运用知识分析解决问题的能力．注意把握制备原理，把握物质的性质以及相关反应方程式的书写．该题侧重考查铝、硅、钠及其化合物的性质．