Question

【题目】钾长石(K2Al2Si6O16)通常也称正长石，主要用于生产玻璃、陶瓷制品，还可用于制取钾肥。某学习小组以钾长石为主要原料，从中提取氧化铝、碳酸钾等物质，工艺流程如下：

回答以下问题：

(1)请以氧化物组成的形式表示钾长石的化学式为_____________

(2)煅烧过程后，钾长石中的硅元素以______________(填化学式)的形式存在于浸出渣中；已知钾元素和铝元素在Na2CO3作用下转化为可溶性的KAlO2和NaAlO2，写出Al2O3与Na2CO3反应生成NaAlO2 的化学方程式______________________________。

(3)“浸取”过程中，需要将钾长石由块状固体粉碎为较小颗粒，其目的是___________

(4)“转化”时加入NaOH溶液的作用是_________________________ (用离子方程式表示)

(5)此工艺中可以循环利用的主要物质是___________、___________和水。

Answer 1

【答案】 K2O·Al2O3·6SiO2 CaSiO3 Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑ 增加固体与液体的接触面积，提高浸取速率 HCO3-+OH-=CO32-+H2O Na2CO3 CO2

【解析】钾长石中加入碳酸钙、碳酸钠煅烧，再水浸，过滤后可得滤渣为CaSiO3，滤液为偏铝酸钾、偏铝酸钠溶液，通入过量二氧化碳气体，得氢氧化铝沉淀，过滤得碳氢酸钾、碳酸氢钠溶液，再加入氢氧化钠得碳酸钠和碳酸钾，据此答题。

(1)钾长石的化学式为K2Al2Si6O16，则根据原子守恒可知以氧化物组成的形式表示钾长石的化学式为K2O·Al2O3·6SiO2；

(2)根据以上分析可知煅烧过程后，钾长石中的硅元素以CaSiO3的形式存在于浸出渣中；根据原子守恒可知Al2O3与Na2CO3反应生成NaAlO2的同时还有二氧化碳生成，则反应的化学方程式为Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑。

(3)“浸取”过程中，需要将钾长石由块状固体粉碎为较小颗粒，这样可以增加固体与液体的接触面积，加快反应速率，提高浸取速率；

(4)滤液中含有碳酸氢根离子，因此“转化”时加入NaOH溶液的作用是将其转化为碳酸根离子，反应的离子方程式为HCO3-+OH-=CO32-+H2O。

(5)根据流程可知最终有二氧化碳和碳酸钠生成，则此工艺中可以循环利用的主要物质是Na2CO3、CO2和水。