题目内容
(2013?济宁二模)某科研小组以难溶性钾长石(K2O?Al2O3?6SiO2)为原料,提取Al2O3、K2CO3等物质,工艺流程如下:![](http://thumb.1010pic.com/pic3/upload/images/201306/86/b9e547c1.png)
(1)煅烧过程中钾长石中的钾元素和铝元素在Na2CO3作用下转化为可溶性的NaAlO2和KAlO2,写出Al2O3转化为NaAlO2的化学方程式是:
(2)已知NaAlO2和KAlO2易发生如下水解反应:AlO2-+2H2O?Al(OH)3+OH-,“浸取”时应保持溶液呈
(3)“转化”时加入NaOH的主要作用是
(4)上述工艺中可以循环利用的主要物质是
(5)以Al2O3为原料,以石墨为电极,通过电解法可制得金属铝.电解池中接电源负极的一极的电极反应式是
![](http://thumb.1010pic.com/pic3/upload/images/201306/86/b9e547c1.png)
(1)煅烧过程中钾长石中的钾元素和铝元素在Na2CO3作用下转化为可溶性的NaAlO2和KAlO2,写出Al2O3转化为NaAlO2的化学方程式是:
Al2O3+Na2CO3
2NaAlO2+CO2↑
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Al2O3+Na2CO3
2NaAlO2+CO2↑
.
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(2)已知NaAlO2和KAlO2易发生如下水解反应:AlO2-+2H2O?Al(OH)3+OH-,“浸取”时应保持溶液呈
碱
碱
性(填“酸”或“碱”).(3)“转化”时加入NaOH的主要作用是
HCO3-+2OH-=CO32-+H2O
HCO3-+2OH-=CO32-+H2O
(用离子方程式表示).(4)上述工艺中可以循环利用的主要物质是
Na2CO3
Na2CO3
、CO2
CO2
和水.(5)以Al2O3为原料,以石墨为电极,通过电解法可制得金属铝.电解池中接电源负极的一极的电极反应式是
Al3++3e-=Al
Al3++3e-=Al
.长时间电解后,需要更换新的石墨电极的是阳
阳
极(填“阴”或“阳”).分析:(1)氧化铝和碳酸钠在高温下反应生成偏铝酸钠和二氧化碳;
(2)偏铝酸根离子水解呈碱性,应在碱性条件下防止水解;
(3)由工艺流程可知,滤液中主要含有碳酸氢钾、碳酸氢钠,“转化”时加入NaOH,将碳酸氢钾、碳酸氢钠转化为碳酸钾、碳酸钠;
(4)反应产物中的物质在工艺流程中又可作为反应物参加反应,该物质可以循环利用;
(5)电解池中连接电源负极的电极为阴极,阴极发生还原反应,铝离子在阴极放电生成Al;
电极过程中阳极生成氧气会和碳反应生成二氧化碳,阳极石墨被消耗.
(2)偏铝酸根离子水解呈碱性,应在碱性条件下防止水解;
(3)由工艺流程可知,滤液中主要含有碳酸氢钾、碳酸氢钠,“转化”时加入NaOH,将碳酸氢钾、碳酸氢钠转化为碳酸钾、碳酸钠;
(4)反应产物中的物质在工艺流程中又可作为反应物参加反应,该物质可以循环利用;
(5)电解池中连接电源负极的电极为阴极,阴极发生还原反应,铝离子在阴极放电生成Al;
电极过程中阳极生成氧气会和碳反应生成二氧化碳,阳极石墨被消耗.
解答:解:(1)氧化铝和碳酸钠在高温下反应生成偏铝酸钠和二氧化碳,反应方程式为Al2O3+Na2CO3
2NaAlO2+CO2↑,
故答案为:Al2O3+Na2CO3
2NaAlO2+CO2↑;
(2)偏铝酸根离子水解呈碱性,应在碱性条件下防止水解,故“浸取”时应保持溶液呈碱性,
故答案为:碱;
(3)由工艺流程可知,滤液中主要含有碳酸氢钾、碳酸氢钠,“转化”时加入NaOH,将碳酸氢钾、碳酸氢钠转化为碳酸钾、碳酸钠,反应离子反应方程式为:HCO3-+2OH-=CO32-+H2O,
故答案为:HCO3-+2OH-=CO32-+H2O;
(4)煅烧时需要碳酸钠,在流程图提取碳酸钾之前可得到碳酸钠,所以碳酸钠为可循环利用的物质,在浸出液中需通二氧化碳,而碳酸钙与二氧化硅、氧化铝和碳酸钠在高温下反应都有二氧化碳生成,所以,二氧化碳是可循环使用的物质,故答案为:Na2CO3;CO2;
(5)电解池中连接电源负极的电极为阴极,阴极发生还原反应,铝离子在阴极放电生成Al,电极反应式为Al3++3e-=Al,电极过程中阳极生成氧气,生成的氧气会和碳反应生成二氧化碳,阳极石墨被消耗,故需要更换新的石墨电极的是阳极,故答案为:Al3++3e-=Al;阳.
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故答案为:Al2O3+Na2CO3
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(2)偏铝酸根离子水解呈碱性,应在碱性条件下防止水解,故“浸取”时应保持溶液呈碱性,
故答案为:碱;
(3)由工艺流程可知,滤液中主要含有碳酸氢钾、碳酸氢钠,“转化”时加入NaOH,将碳酸氢钾、碳酸氢钠转化为碳酸钾、碳酸钠,反应离子反应方程式为:HCO3-+2OH-=CO32-+H2O,
故答案为:HCO3-+2OH-=CO32-+H2O;
(4)煅烧时需要碳酸钠,在流程图提取碳酸钾之前可得到碳酸钠,所以碳酸钠为可循环利用的物质,在浸出液中需通二氧化碳,而碳酸钙与二氧化硅、氧化铝和碳酸钠在高温下反应都有二氧化碳生成,所以,二氧化碳是可循环使用的物质,故答案为:Na2CO3;CO2;
(5)电解池中连接电源负极的电极为阴极,阴极发生还原反应,铝离子在阴极放电生成Al,电极反应式为Al3++3e-=Al,电极过程中阳极生成氧气,生成的氧气会和碳反应生成二氧化碳,阳极石墨被消耗,故需要更换新的石墨电极的是阳极,故答案为:Al3++3e-=Al;阳.
点评:本题主要考查了A1203、K2CO3等物质的提取、电解原理、盐类水解等,是工艺流程题目,依据相关的物质的性质,读懂流程是解答的关键,难度中等.
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
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