(2013?廣州一模)某科研小組以難溶性鉀長(zhǎng)石(K2O.Al2O3.6SiO2)為原料,提取A1203、K2CO3等物質(zhì),工藝流程如下:
(1)“煅燒”過(guò)程中有如下反應(yīng)發(fā)生:
①鉀長(zhǎng)石中的硅元素在CaCO3作用下轉(zhuǎn)化為CaSiO3,寫(xiě)出SiO2轉(zhuǎn)化為CaSiO3的 化學(xué)方程式
CaCO3+SiO2
 高溫 
.
 
CaSiO3+CO2
CaCO3+SiO2
 高溫 
.
 
CaSiO3+CO2

②鉀長(zhǎng)石中的鉀元素和鋁元素在Na2CO3作用下轉(zhuǎn)化為可溶性的NaAlO2和 KAlO2,寫(xiě)出Al2O3轉(zhuǎn)化為NaAlO2的化學(xué)方程式
Al2O3+Na2CO3
 高溫 
.
 
2NaAlO2+CO2
Al2O3+Na2CO3
 高溫 
.
 
2NaAlO2+CO2

(2)已知NaAlO2和KAlO2易發(fā)生如下反應(yīng):AlO
 
-
2
+2H2O?Al(OH)3+OH-.“浸取”時(shí),應(yīng)保持溶液呈
性(填“酸”或“堿”).“浸取”時(shí)不斷攪拌的目的是
提高浸取速率
提高浸取速率

(3)“轉(zhuǎn)化”時(shí)加入NaOH的主要作用是
HCO3-+2OH-=CO32-+H2O
HCO3-+2OH-=CO32-+H2O
 (用離子方程式表示).
(4)上述工藝中可以循環(huán)利用的主要物質(zhì)是
Na2CO3
Na2CO3
、
CO2
CO2
和水.
分析:(1)①碳酸鈣與二氧化硅在高溫條件下反應(yīng)生成硅酸鈣和二氧化碳;
②氧化鋁和碳酸鈉在高溫下反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和二氧化碳;
(2)偏鋁酸根離子在堿性條件下不水解;浸取時(shí)不斷攪拌目的是提高速率;
(3)碳酸氫根離子與氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水;
(4)根據(jù)流程圖推測(cè)可以循環(huán)利用的主要物質(zhì);
解答:解:(1)①碳酸鈣與二氧化硅在高溫條件下反應(yīng)生成硅酸鈣和二氧化碳,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:CaCO3+SiO2
 高溫 
.
 
CaSiO3+CO2↑,
故答案為:CaCO3+SiO2
 高溫 
.
 
CaSiO3+CO2↑;
②氧化鋁和碳酸鈉在高溫下反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和二氧化碳,Al2O3+Na2CO3
 高溫 
.
 
2NaAlO2+CO2↑,
故答案為:Al2O3+Na2CO3
 高溫 
.
 
2NaAlO2+CO2↑;
(2)偏鋁酸根離子是強(qiáng)堿弱酸鹽,在酸性溶液中會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成沉淀或鋁離子,在中性溶液中會(huì)發(fā)生水解生成氫氧化鋁,只有在堿性條件下,不反應(yīng)不水解,所以在須在堿性條件下,“浸取”時(shí)不斷攪拌能提高浸取速率,
故答案為:堿;提高浸取速率;
(3)碳酸氫根離子與氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水,碳酸氫根離子是弱酸的酸根離子不能拆成碳酸根離子和氫離子,離子反應(yīng)方程式為:HCO3-+2OH-=CO32-+H2O,
故答案為:HCO3-+2OH-=CO32-+H2O;
(4)煅燒時(shí)需要碳酸鈉,在流程圖提取碳酸鉀之前可得到碳酸鈉,所以碳酸鈉為可循環(huán)利用的物質(zhì),在浸出液中需通二氧化碳,而碳酸鈣與二氧化硅、氧化鋁和碳酸鈉在高溫下反應(yīng)都有二氧化碳生成,所以,二氧化碳是可循環(huán)使用的物質(zhì),
故答案為:Na2CO3、CO2;
點(diǎn)評(píng):本題主要考查了A1203、K2CO3等物質(zhì)的提取,是工業(yè)流程題,依據(jù)相關(guān)的物質(zhì)的性質(zhì),讀懂流程是解答的關(guān)鍵,題目難度中等.
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