题目内容
【题目】某冶金厂的矿渣含有较多的Al2O3、Fe2O3、MgO、SiO2，现欲进行综合利用以提取氧化铝、氧化镁、氧化铁作为工业原料，其设计的工艺流程如下：
已知：
①硅酸的酸性比氢氧化铝强。
②饱和氯化铵溶液的pH约为5。
③氢氧化镁开始沉淀至沉淀完全的pH范围：9.0～12.0。
④氢氧化铁开始沉淀至沉淀完全的pH 范围：2.7～4.0。
回答下列问题：
（1）写出过程II中发生反应的化学方程式：_______________、_____________________。
（2）过程Ⅲ的名称是_______________；产品乙的俗名是_________________。
（3）过程V中所用适量的B是一种常见气体，过程V中所发生的反应的离子方程式为_______。
（4）残渣甲用饱和氯化铵溶液能部分溶解的原因是_______________（用离子方程式表示）。
（5）解释工业上不用电解产品甲制备相应金属单质的原因________________。
【答案】 Al2O3+Na2CO3
2NaAlO2+CO2↑ SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑ 溶解，过滤 铁红 CO2+3H2O+2AlO2-
2Al(OH)3↓＋CO32- MgO+2NH4++H2O
Mg2++2NH3·H2O MgO熔点高，熔融状态下电解耗能多，成本高
【解析】由流程可知，滤渣粉碎后加入碳酸钠，高温条件下反应生成NaAlO2和硅酸钠，溶解后过滤得到残渣甲含有Fe2O3、MgO，加入氯化铵，得到乙为Fe2O3，溶液甲含有氯化镁，固体甲为氢氧化镁，产品甲为MgO；溶液丙含有NaAlO2和硅酸钠，可通入适量的二氧化碳，由于硅酸的酸性比氢氧化铝强，偏铝酸钠与二氧化碳反应生成沉淀丙为氢氧化铝，加热分解生成产品丙为氧化铝。
(1)过程II中氧化铝和二氧化硅与碳酸钠反应，发生反应的化学方程式分别为Al2O3+Na2CO3
2NaAlO2+CO2↑、SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2↑，故答案为：Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑；SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑；
(2)过程Ⅲ为溶解，过滤，产品乙为氧化铁，俗名是铁红，故答案为：溶解，过滤；铁红；
(3)过程V中所用适量的B是一种气体，应为二氧化碳，反应的离子方程式为CO2+3H2O+2AlO2-=2Al(OH)3↓+CO32-，故答案为：CO2+3H2O+2AlO2-=2Al(OH)3↓+CO32-，
(4)残渣甲中主要含有氧化镁，铵根离子水解溶液显酸性，促进氧化镁的溶解，反应的离子方程式为MgO+2NH4++H2O
Mg2++2NH3·H2O，故答案为：MgO+2NH4++H2OMg2++2NH3·H2O；
(5)产品甲为氧化镁，MgO熔点高，熔融状态下电解耗能多，成本高，工业上不用电解氧化镁的方法制备镁单质，而是电解熔融状态的氯化镁冶炼镁，故答案为：MgO熔点高，熔融状态下电解耗能多，成本高。
