Question

【題目】鉀長石(K2Al2Si6O16)通常也稱正長石，主要用于生產玻璃、陶瓷制品，還可用于制取鉀肥。某學習小組以鉀長石為主要原料，從中提取氧化鋁、碳酸鉀等物質，工藝流程如下：

回答以下問題：

(1)請以氧化物組成的形式表示鉀長石的化學式為_____________

(2)煅燒過程后，鉀長石中的硅元素以______________(填化學式)的形式存在于浸出渣中；已知鉀元素和鋁元素在Na2CO3作用下轉化為可溶性的KAlO2和NaAlO2，寫出Al2O3與Na2CO3反應生成NaAlO2 的化學方程式______________________________。

(3)“浸取”過程中，需要將鉀長石由塊狀固體粉碎為較小顆粒，其目的是___________

(4)“轉化”時加入NaOH溶液的作用是_________________________ (用離子方程式表示)

(5)此工藝中可以循環利用的主要物質是___________、___________和水。

Answer 1

【答案】 K2O·Al2O3·6SiO2 CaSiO3 Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑ 增加固體與液體的接觸面積，提高浸取速率 HCO3-+OH-=CO32-+H2O Na2CO3 CO2

【解析】鉀長石中加入碳酸鈣、碳酸鈉煅燒，再水浸，過濾后可得濾渣為CaSiO3，濾液為偏鋁酸鉀、偏鋁酸鈉溶液，通入過量二氧化碳氣體，得氫氧化鋁沉淀，過濾得碳氫酸鉀、碳酸氫鈉溶液，再加入氫氧化鈉得碳酸鈉和碳酸鉀，據此答題。

(1)鉀長石的化學式為K2Al2Si6O16，則根據原子守恒可知以氧化物組成的形式表示鉀長石的化學式為K2O·Al2O3·6SiO2；

(2)根據以上分析可知煅燒過程后，鉀長石中的硅元素以CaSiO3的形式存在于浸出渣中；根據原子守恒可知Al2O3與Na2CO3反應生成NaAlO2的同時還有二氧化碳生成，則反應的化學方程式為Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑。

(3)“浸取”過程中，需要將鉀長石由塊狀固體粉碎為較小顆粒，這樣可以增加固體與液體的接觸面積，加快反應速率，提高浸取速率；

(4)濾液中含有碳酸氫根離子，因此“轉化”時加入NaOH溶液的作用是將其轉化為碳酸根離子，反應的離子方程式為HCO3-+OH-=CO32-+H2O。

(5)根據流程可知最終有二氧化碳和碳酸鈉生成，則此工藝中可以循環利用的主要物質是Na2CO3、CO2和水。