Question

【题目】以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料生产铝和氮化铝的一种工艺流程如下【已知:SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠(NaAlSiO4·nH2O)沉淀】。

（1）操作I、Ⅱ的名称为____________。

（2）用氧化物的形式表示铝硅酸钠的化学式_____________。

（3）溶液a中加入NaHCO3后，生成沉淀的离子方程式为____________。

（4）Al2O3比另外一种铝的化合物AlCl3熔点高出很多，原因是_________;有人考虑用熔融态AlCl3电解制备铝，你觉得是否可行，____(选填“可行”或“不可行”)，试分析原因_________。

（5）取一定量的样品，用以下装置测定样品中AlN的纯度(夹持装置已略去)。打开K2,加入NaOH浓溶液，至不再产生NH3。打开K1,通入N2一段时间。

①实验中需要测定的数据是___________。

②由于装置存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进方法:___________。

Answer 1

【答案】 过滤 Na2O·Al2O3·2SiO2·2nH2O AlO2-+HCO3-+H2O==Al(OH)3↓+CO32- Al2O3是离子晶体，AlCl3是分子晶体，离子键强于范德华力，所以Al2O3的熔点高 不可行 AlCl属于共价化合物，熔融状态不导电 AlN样品的质量以及装置C在吸收NH3前后的质量 在C后连接一个装有碱石灰的干燥管(或其他合理的干燥装置)

【解析】试题分析：由流程可知，铝土矿在碱溶时，SiO2转化为铝硅酸钠(NaAlSiO4·nH2O)沉淀分离出来，Al2O3转化为偏铝酸钠溶液，加入碳酸氢钠溶液时，偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀，过滤后，把氢氧化铝分离出来加热灼烧，氢氧化铝分解为氧化铝，电解熔融的氧化铝得到铝。

（1）操作I、Ⅱ的名称为过滤。

（2）用氧化物的形式表示铝硅酸钠的化学式为Na2O·Al2O3·2SiO2·2nH2O。

（3）溶液a中加入NaHCO3后，生成沉淀的离子方程式为AlO2-+HCO3-+H2O==Al(OH)3↓+CO32- 。

（4）Al2O3比另外一种铝的化合物AlCl3熔点高出很多，原因是Al2O3是离子晶体，AlCl3是分子晶体，离子键强于范德华力，所以Al2O3的熔点高;用熔融态AlCl3电解制备铝是不可行的，因为AlCl3属于共价化合物，熔融状态不导电。

（5）由实验装置可知，AlN与NaOH浓溶液反应生成偏铝酸钠溶液和氨气，氨气经碱石灰干燥后被浓硫酸吸收，测出该装置的增重即可根据样品的质量求出样品中AlN的纯度。

①实验中需要测定的数据是AlN样品的质量以及装置C在吸收NH3前后的质量。

②C装置中的浓硫酸可以吸收空气中的水蒸气，导致测定结果偏高，改进方法为在C后连接一个装有碱石灰的干燥管（或其他合理的干燥装置）。