Question

【题目】粉煤灰是燃煤电厂的废渣，主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3和C等。实验室模拟工业从粉煤灰提取活性Al2O3，其流程如图：

已知烧结过程的产物主要是：NaAlO2、Ca2SiO4、NaFeO2和Na2SiO3等。

（1）写出烧结过程中铝元素转化的化学方程式________________________________。

（2）操作b的名称是_______，所用的玻璃仪器有_________________________和烧杯。

（3）浸出过程中，NaFeO2可完全水解，水解反应的离子方程式为_______________。

（4）“碳化”时生成沉淀的化学式为______________。

Answer 1

【答案】Al2O3＋Na2CO3 2NaAlO2＋CO2↑ 过滤 漏斗、玻璃棒 FeO2－＋2H2O＝Fe(OH)3↓＋OH－ Al(OH)3

【解析】

粉煤灰是燃煤电厂的废渣，主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3和C等，当加CaCO3、Na2CO3进行烧结，发生Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑、Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑、2CaCO3+SiO2Ca2SiO4+2CO2↑、Fe2O3+Na2CO32NaFeO2+CO2↑、C+O2CO2，所以气体X为CO2，操作a为冷却、研磨，加入碳酸钠溶液浸出，AlO2-+2H2OAl（OH）3+OH-，碳酸钠溶液呈碱性，抑制偏铝酸根离子的水解，NaFeO2可完全水解，FeO2-+2H2O=Fe（OH）3↓+OH-，操作b过滤出Fe（OH）3、Ca2SiO4，加入氧化钙脱硅，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和硅酸根离子反应生成硅酸钙沉淀，操作b过滤出硅酸钙沉淀，滤液为NaAlO2，通入二氧化碳，碳酸酸性强于氢氧化铝，所以发生：NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al（OH）3↓，过滤出沉淀氢氧化铝，加热氢氧化铝生成氧化铝和水。

（1）“烧结“过程中氧化铝和碳酸钠反应：Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑；故答案为：Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑；

（2）浸出液经过两次操作b分离沉淀，所以b为过滤，过滤时需要制作过滤器的漏斗、固定仪器的铁架台、引流用的玻璃棒、承接滤液的烧杯；所以还需用的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒，故答案为：过滤；漏斗、玻璃棒；

（3）NaFeO2可完全水解，FeO2-+2H2O=Fe（OH）3↓+OH-，故答案为：FeO2-+2H2O=Fe（OH）3↓+OH-；

（4）操作b过滤出硅酸钙沉淀，滤液为NaAlO2，通入二氧化碳，碳酸酸性强于氢氧化铝，所以发生：NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al（OH）3↓，所以“碳化”时生成沉淀氢氧化铝，故答案为：Al（OH）3。