Question

【題目】鋁硅合金材料性能優良。鋁土礦（含30%SiO2、40.8% Al2O3、和少量的 Fe2O3等）干法制取該合金的工藝如下：

（1）鋁硅合金中若含有鐵，會影響其抗腐蝕性能，原因是_____________________

（2）焙燒除鐵反應時，Fe2O3轉化為NH4Fe（SO4 ）2，Al2O3 少部分發生類似反應，寫出Fe2O3反應的化學方程式：_____________________。氧化物轉化為硫酸鹽的百分率與溫度的關系如圖，最適宜的焙燒溫度是________________

（3）若操作①所得的溶液中加入過量的NaOH溶液，含鋁微粒發生的離子反應方程式是：_______________________。

（4）用焦炭還原SiO2、Al2O3會產生SiC等中間體。寫出中間體SiC再與Al2O3生成硅、鋁單質的化學反應方程式，_________________________。

（5）已知25℃ Ksp[Al（OH）3]=1.0×10-33 , Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38,向FeCl3和AlCl3的混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液，生成Al（OH）3和Fe（OH）3 沉淀，當兩種沉淀共存時，上層清液中c（Al3+）：c（Fe3+）==___________。

Answer 1

【答案】（1）鐵與鋁構成原電池，加快鋁的腐蝕；

（2）4（NH4）2SO4＋Fe2O32NH3Fe（SO4）2＋3H2O＋6NH3↑；350℃；

（3）Al3＋＋4OH－=AlO2－＋2H2O；

（4）3SiC＋Al2O33Si＋2Al＋3CO；（5）2.5×104。

【解析】

試題分析：（1）鋁比鐵活潑，構成原電池，鋁作負極，鐵作正極，加快鋁的腐蝕速率；（2）Fe2O3→NH4Fe（SO4）2，化合價沒發生變化，因此產生的氣體是NH3，因此反應反應方程式為：4（NH4）2SO4＋Fe2O32NH3Fe（SO4）2＋3H2O＋6NH3↑；根據信息制備鋁硅合金，氧化鐵是雜質，因此選擇氧化鐵轉化率高，氧化鋁轉化率較低的溫度，即350℃；（3）根據信息氧化鋁也能發生類似氧化鐵的反應，即生成NH4Al（SO4）2，氫氧化鋁表現兩性，加入過量的NaOH，發生的反應是Al3＋＋4OH－=AlO2－＋2H2O；（4）C和SiO2發生反應生成CO，以及題目所給信息，發生反應是3SiC＋Al2O33Si＋2Al＋3CO；（5）根據Ksp[Al（OH）3]=c（Al3＋）×c3（OH－），Ksp[Fe（OH）3]=c（Fe3＋3＋）×c3（OH－）兩式相比得到，c（Al3＋）/c（Fe3＋）=Ksp[Al（OH）3]/Ksp[Fe（OH）3]=2.5×104。