Question

【題目】工業上用鋁土礦（主要成分是Al2O3，還有少量的Fe2O3、SiO2）提取冶煉鋁的原料氧化鋁，工藝流程如圖：

（1）原料A的名稱是______，步驟①反應的離子方程式是__________、 ________；

（2）濾液1中要加入稍過量原料B，原料B的化學式是______，步驟②反應的子方程式是：________________、 ____________、 _____________；

（3）步驟③主要的化學方程式是：_________；

（4）濾液3中的離子主要有______， 該流程中哪些物質可循環使用_________。

Answer 1

【答案】鹽酸 Al2O3+6H+=2Al3++3H2O、 Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O NaOH H++OH-=H2O Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓ Al3++4OH-=AlO2-+2H2O NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3 Na+、OH-、Cl-、HCO3- NaOH、CaCO3

【解析】

由工藝流程可知步驟③通入的為二氧化碳，生成的沉淀為氫氧化鋁，所以濾液2含有AlO2-，步驟②應加入過量氫氧化鈉，所以濾液1中含有Al3+，步驟①應為加入鹽酸，除去SiO2。

(1)由上述分析可知，步驟①加入鹽酸，除去SiO2，所以原料A為鹽酸，氧化鋁與酸反應離子方程式為Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，氧化鐵與鹽酸反應離子方程式為Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，殘渣的成分是和鹽酸不反應的SiO2；

(2)濾液①中含有過量的鹽酸，以及生成的氯化鋁和氯化鐵，所以加入過量的氫氧化鈉可以除去氯化鐵，所以原料B是NaOH，加入過量的氫氧化鈉反應的離子方程式是H++OH-=H2O、Fe3++3OH-=Fe(OH)3 ↓、Al3++4OH-=AlO2-+2H2O。
(3)濾液②中含有過量的氫氧化鈉以及生成的偏鋁酸鈉，所以通入過量的CO2時的化學方程式是NaOH+CO2=NaHCO3、NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3，主要反應是NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3；
(4) 濾液②中含有過量的氫氧化鈉以及生成的偏鋁酸鈉、氯化鈉，所以通入過量的CO2生成碳酸氫鈉和氫氧化鋁沉淀，濾液3中溶質主要是碳酸氫鈉、氯化鈉，離子主要有Na+、OH-、Cl-、HCO3-， 向其中加入過量的氧化鈣，氧化鈣與水反應生成的氫氧化鈣與碳酸氫鈉反應生成氫氧化鈉和碳酸鈣沉淀，所以該流程中可循環使用的是NaOH、CaCO3。