Question

【題目】鋁是一種應用廣泛的金屬，工業上用Al2O3和冰晶石（Na3AlF6）混合熔融電解制得。

①鋁土礦的主要成分是Al2O3和SiO2等。從鋁土礦中提煉Al2O3的流程如下：

②以螢石（CaF2）和純堿為原料制備冰晶石的流程如下：

回答下列問題：

（1）濾液Ⅰ中的陰離子有 ____________________________；

（2）濾液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是________，反應2的離子方程式為________________；

（3）E可作為建筑材料，化合物C是______，寫出由D制備冰晶石的化學方程式_____________；

（4）已知：Kw=1.0×1014，Al(OH)3AlO－2+ H+ + H2O K=2.0×1013。Al(OH)3溶于NaOH溶液反應的平衡常數等于_________。

Answer 1

【答案】 SiO32- OH- AlO2- CaSiO3 2AlO2-+CO2+3H2O＝2Al（OH）3↓+CO32-；（或AlO2-+CO2+2H2O＝Al（OH）3↓+HCO3-） 濃H2SO4 12HF+3Na2CO3+2Al（OH）3＝2Na3AlF6+3CO2+9H2O 20

【解析】（1）鋁土礦的主要成分是Al2O3和SiO2等，當向鋁土礦中加入氫氧化鈉溶液時發生反應為2NaOH＋SiO2＝Na2SiO3＋H2O、2NaOH＋Al2O3＝2NaAlO2＋H2O，因此濾液Ⅰ中的陰離子有SiO32-、OH-、AlO2-。（2）產生的Na2SiO3和NaAlO2在濾液Ⅰ中，向濾液中加入CaO發生反應CaO+H2O＝Ca(OH)2、 Ca(OH)2+ Na2SiO3＝CaSiO3↓+2NaOH，因此濾液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是硅酸鈣；NaAlO2仍然留在濾液Ⅱ中。這時通入CO2氣體，發生反應的離子方程式為2AlO2－＋CO2＋3H2O＝2Al(OH)3↓＋CO32－。（3）螢石和濃硫酸在加熱時發生反應硫酸鈣和HF，其中硫酸鈣用于建筑材料；根據原子守恒可知HF和碳酸鈉、氫氧化鋁發生反應產生冰晶石的方程式為12HF＋3Na2CO3＋2Al(OH)3＝2Na3AlF6＋3CO2＋9H2O。（4）Al(OH)3溶于NaOH溶液反應的方程式為Al(OH)3+OH－＝AlO2－+2H2O，該反應的平衡常數為。