Question

【題目】粉煤灰是燃煤電廠的廢渣，主要成分為SiO2、Al2O3、Fe2O3和C等。實驗室模擬工業(yè)從粉煤灰提取活性Al2O3，其流程如下圖：

已知燒結(jié)過程的產(chǎn)物主要是NaAlO2、Ca2SiO4、NaFeO2和Na2SiO3等。

（1）寫出燒結(jié)過程中鋁元素轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式___。

（2）操作 a 為冷卻、研磨，其中研磨的目的是___。

（3）①浸出過程中， NaFeO 2 可完全水解，生成沉淀為___。

②3%Na2 CO3溶液顯___（填 “酸性 ”、 “堿性 ”或“中性 ”），請用離子方程式解釋：___。

（4）操作b 所用的玻璃儀器有漏斗、___、___。

（5）“碳化”時，通入過量氣體 x 主要成分的化學(xué)式為___。

（6）工業(yè)上電解Al2O3制備 Al 是為使Al2O3在較低溫下融化，通常加入___。電解過程中做陽極的石墨易消耗，原因是___。

Answer 1

【答案】Al2O3+Na2CO3 2NaAlO2+CO2↑ 提高燒結(jié)產(chǎn)物浸出率(或增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率) Fe（OH）3 (或氫氧化鐵) 堿性 CO32-+H2OHCO3- +OH- 玻璃棒 燒杯 CO2 冰晶石(或Na3AlF6) 石墨電極被陽極上產(chǎn)生的氧氣氧化

【解析】

（1）根據(jù)題給工藝流程和信息知，燒結(jié)過程中氧化鋁和碳酸鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和二氧化碳；

（2）研磨能增大反應(yīng)物的接觸面積，提高燒結(jié)產(chǎn)物浸出率；

（3）①NaFeO2完全水解生成氫氧化鐵沉淀和氫氧化鈉；

②Na2 CO3為強堿弱酸鹽，水解顯堿性；

（4）過濾所用的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒和燒杯；

（5） “碳化”過程為偏鋁酸鈉溶液中通入二氧化碳制取氫氧化鋁；

（6）加入助溶劑冰晶石降低氧化鋁的融化溫度；以石墨為電極電解氧化鋁時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生氧氣，部分氧氣和石墨電極發(fā)生氧化反應(yīng)。

（1）根據(jù)題給工藝流程和信息知，燒結(jié)過程中氧化鋁和碳酸鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和二氧化碳，化學(xué)方程式為Al2O3＋Na2CO32NaAlO2＋CO2↑，

因此，本題正確答案為：Al2O3＋Na2CO32NaAlO2＋CO2↑；

（2）操作a為冷卻、研磨，其中研磨的目的是增大反應(yīng)物的接觸面積，提高燒結(jié)產(chǎn)物浸出率。

因此，本題正確答案為：提高燒結(jié)產(chǎn)物浸出率(或增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率)；

（3）①NaFeO2完全水解生成氫氧化鐵沉淀和氫氧化鈉；

②Na2 CO3為強堿弱酸鹽，水解顯堿性，離子方程式為CO32-+H2OHCO3- +OH-；

因此，本題正確答案為：Fe（OH）3 (或氫氧化鐵)；堿性；CO32-+H2OHCO3- +OH-；

（4）操作b為分離固液混合物的操作，名稱是過濾，所用的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒和燒杯；

因此，本題正確答案為：玻璃棒；燒杯；

（5）根據(jù)題給流程知，“碳化”過程為偏鋁酸鈉溶液中通入二氧化碳。

因此，本題正確答案為：CO2；

（6）由于Al2O3熔點很高，為了能使氧化鋁在較低的溫度下融化，要加入助溶劑冰晶石；以石墨為電極電解氧化鋁時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生氧氣。但由于溫度高，部分氧氣和石墨電極發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生CO、CO2。

因此，本題正確答案為：冰晶石(或Na3AlF6)；石墨電極被陽極上產(chǎn)生的氧氣氧化。