Question

【题目】铝硅合金材料性能优良。铝土矿（含30%SiO2、40.8% Al2O3、和少量的 Fe2O3等）干法制取该合金的工艺如下：

（1）铝硅合金中若含有铁，会影响其抗腐蚀性能，原因是_____________________

（2）焙烧除铁反应时，Fe2O3转化为NH4Fe（SO4 ）2，Al2O3 少部分发生类似反应，写出Fe2O3反应的化学方程式：_____________________。氧化物转化为硫酸盐的百分率与温度的关系如图，最适宜的焙烧温度是________________

（3）若操作①所得的溶液中加入过量的NaOH溶液，含铝微粒发生的离子反应方程式是：_______________________。

（4）用焦炭还原SiO2、Al2O3会产生SiC等中间体。写出中间体SiC再与Al2O3生成硅、铝单质的化学反应方程式，_________________________。

（5）已知25℃ Ksp[Al（OH）3]=1.0×10-33 , Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38,向FeCl3和AlCl3的混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液，生成Al（OH）3和Fe（OH）3 沉淀，当两种沉淀共存时，上层清液中c（Al3+）：c（Fe3+）==___________。

Answer 1

【答案】（1）铁与铝构成原电池，加快铝的腐蚀；

（2）4（NH4）2SO4＋Fe2O32NH3Fe（SO4）2＋3H2O＋6NH3↑；350℃；

（3）Al3＋＋4OH－=AlO2－＋2H2O；

（4）3SiC＋Al2O33Si＋2Al＋3CO；（5）2.5×104。

【解析】

试题分析：（1）铝比铁活泼，构成原电池，铝作负极，铁作正极，加快铝的腐蚀速率；（2）Fe2O3→NH4Fe（SO4）2，化合价没发生变化，因此产生的气体是NH3，因此反应反应方程式为：4（NH4）2SO4＋Fe2O32NH3Fe（SO4）2＋3H2O＋6NH3↑；根据信息制备铝硅合金，氧化铁是杂质，因此选择氧化铁转化率高，氧化铝转化率较低的温度，即350℃；（3）根据信息氧化铝也能发生类似氧化铁的反应，即生成NH4Al（SO4）2，氢氧化铝表现两性，加入过量的NaOH，发生的反应是Al3＋＋4OH－=AlO2－＋2H2O；（4）C和SiO2发生反应生成CO，以及题目所给信息，发生反应是3SiC＋Al2O33Si＋2Al＋3CO；（5）根据Ksp[Al（OH）3]=c（Al3＋）×c3（OH－），Ksp[Fe（OH）3]=c（Fe3＋3＋）×c3（OH－）两式相比得到，c（Al3＋）/c（Fe3＋）=Ksp[Al（OH）3]/Ksp[Fe（OH）3]=2.5×104。