题目内容
(2010?徐汇区二模)粉煤灰是燃煤电厂排出的工业废渣,其中含莫来石(Al6Si2O13)的质量分数为43.4%,还有含量较多的SiO2(其他成分不含Al和Si).用粉煤灰和纯碱在高温下烧结,可制取NaAlSiO4(霞石)、Na2SiO3和NaAlO2,有关化学方程式为:
Al6Si2O13+3Na2CO3→2NaAlSiO4+4NaAlO2+3CO2↑ ①
Al6Si2O13+5Na2CO3→2Na2SiO3+6NaAlO2+5CO2↑ ②
SiO2+Na2CO3→Na2SiO3+CO2↑ ③
(1)粉煤灰中铝的质量分数为
(2)用1mol Al6Si2O13和 4mol SiO2制得5mol NaAlO2、1mol NaAlSiO4,还应制得Na2SiO3
(3)若粉煤灰中 Al6Si2O13与 SiO2的物质的量之比为1:2,则1kg粉煤灰与6mol Na2CO3反应(反应物全部都参与反应),可制得NaAlO2
(4)若用100mol Al6Si2O13同时生产NaAlSiO4和NaAlO2,且n(NaAlSiO4):n(NaAlO2)=x,消耗Na2CO3y mol,试确定y与x的关系式
.
Al6Si2O13+3Na2CO3→2NaAlSiO4+4NaAlO2+3CO2↑ ①
Al6Si2O13+5Na2CO3→2Na2SiO3+6NaAlO2+5CO2↑ ②
SiO2+Na2CO3→Na2SiO3+CO2↑ ③
(1)粉煤灰中铝的质量分数为
16.5
16.5
%.(2)用1mol Al6Si2O13和 4mol SiO2制得5mol NaAlO2、1mol NaAlSiO4,还应制得Na2SiO3
5
5
mol,共消耗Na2CO38
8
mol(得到的固体中无SiO2).(3)若粉煤灰中 Al6Si2O13与 SiO2的物质的量之比为1:2,则1kg粉煤灰与6mol Na2CO3反应(反应物全部都参与反应),可制得NaAlO2
5.09
5.09
mol.(4)若用100mol Al6Si2O13同时生产NaAlSiO4和NaAlO2,且n(NaAlSiO4):n(NaAlO2)=x,消耗Na2CO3y mol,试确定y与x的关系式
500-100x |
1+x |
500-100x |
1+x |
分析:(1)根据石(Al6Si2O13)中铝的质量分数的计算方法来回答;
(2)根据物质的用量和参加反应的物质来书写化学方程式;
(3)根据题意已知的反应物和生成物的量的情况确定制得Na2SiO3以及碳酸钠的量的多少;
(4)根据化学方程式进行相应的计算即可.
(2)根据物质的用量和参加反应的物质来书写化学方程式;
(3)根据题意已知的反应物和生成物的量的情况确定制得Na2SiO3以及碳酸钠的量的多少;
(4)根据化学方程式进行相应的计算即可.
解答:解:(1)粉煤灰中铝的质量分数为43.4%×
×100%=16.5%,故答案为:16.5;
(2)1kg粉煤灰含莫来石(Al6Si2O13)的质量433g,其物质的量1.016mol,根据粉煤灰中Al6Si2O13与 SiO2的物质的量之比为1:2,求SiO2物质的量为2.032mol,莫来石(Al6Si2O13))生成NaAlO2用第一个方程式的计量数关系求的为4.064mol,由SiO2制的NaAlO2为2.032mol,所以可制得NaAlO25.09mol,故答案为:5.09;
(3)用1mol Al6Si2O13和 4mol SiO2制得5mol NaAlO2、1mol NaAlSiO4,可以得出反应的方程式为:4SiO2+Al6Si2O13+8Na2CO3=5Na2SiO3+5NaAlO2+8CO2↑+NaAlSiO4,故答案为:5;8;
(4)设n(NaAlSiO4)=a;n(NaAlO2)=b
由Al6Si2O13+3Na2CO3=2NaAlSiO4+4NaAlO2+3CO2↑
1 3 2 4
0.5a 1.5a a 2a
再由 Al6Si2O13+5Na2CO3=2Na2SiO3 +6NaAlO2+5CO2↑
1 5 2 6
(100-0.5a) (500-2.5a) (200-a) (600-3a)
这时b=2a+(600-3a)=600-a
则x=
a=
,再由题意,
y=1.5a+(500-2.5a)=500-a=500-
,
化简得y=
,故答案为:
.
27×6 |
27×6+28×2+16×13 |
(2)1kg粉煤灰含莫来石(Al6Si2O13)的质量433g,其物质的量1.016mol,根据粉煤灰中Al6Si2O13与 SiO2的物质的量之比为1:2,求SiO2物质的量为2.032mol,莫来石(Al6Si2O13))生成NaAlO2用第一个方程式的计量数关系求的为4.064mol,由SiO2制的NaAlO2为2.032mol,所以可制得NaAlO25.09mol,故答案为:5.09;
(3)用1mol Al6Si2O13和 4mol SiO2制得5mol NaAlO2、1mol NaAlSiO4,可以得出反应的方程式为:4SiO2+Al6Si2O13+8Na2CO3=5Na2SiO3+5NaAlO2+8CO2↑+NaAlSiO4,故答案为:5;8;
(4)设n(NaAlSiO4)=a;n(NaAlO2)=b
由Al6Si2O13+3Na2CO3=2NaAlSiO4+4NaAlO2+3CO2↑
1 3 2 4
0.5a 1.5a a 2a
再由 Al6Si2O13+5Na2CO3=2Na2SiO3 +6NaAlO2+5CO2↑
1 5 2 6
(100-0.5a) (500-2.5a) (200-a) (600-3a)
这时b=2a+(600-3a)=600-a
则x=
a |
600-a |
a=
600x |
1+x |
y=1.5a+(500-2.5a)=500-a=500-
600x |
1+x |
化简得y=
500-100x |
1+x |
500-100x |
1+x |
点评:本题是一道关于金属以及化合物知识的相关计算题,考查学生分析和解决问题的能力,难度大.
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