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。

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

（1）寫出反應1中涉及的任意一個化學方程式____；

（2）濾液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是____，已知氣體A在標準狀況下的密度為1.96g/L，寫出A過量時，反應2的離子方程式____；

Ⅱ.以螢石（CaF2）和純堿為原料制備冰晶石的流程如圖：

（3）螢石（CaF2）的電子式____；

（4）若E為硫酸鈣，D為最穩定的氣態氫化物，則化合物C是____，寫出由D制備冰晶石（Na3AlF6）的化學方程式____。

Answer 1

【答案】2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O或2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O CaSiO3 AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- H2SO4 12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O

【解析】

I.鋁土礦用NaOH溶液處理，Al2O3和SiO2溶解為NaAlO2和Na2SiO3，加CaO后Na2SiO3生成CaSiO3沉淀，過濾后的濾液通入酸性氣體，使NaAlO2生成Al(OH)3沉淀，過濾出的Al(OH)3沉淀經煅燒得到Al2O3；Ⅱ.螢石(CaF2)和難揮發酸共熱得到HF氣體，HF氣體和Na2CO3、Al(OH)3反應便得到冰晶石Na3AlF6。可在此基礎上解各小題。

Ⅰ.(1)反應1為Al2O3和SiO2和NaOH溶液反應，生成NaAlO2和Na2SiO3，反應的化學方程式為：2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O或2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O。

答案為：2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O或2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O；

(2)濾液Ⅰ中含的Na2SiO3與加入的CaO反應生成CaSiO3沉淀；氣體A在標準狀況下的密度為1.96g/L，則A的摩爾質量為：M=ρVm=1.96g/L×22.4Lmol-1=44gmol-1，氣體A能與NaAlO2生成Al(OH)3沉淀，故A為CO2。反應2的離子方程式為：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-。

答案為：CaSiO3；AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-；

(3)CaF2是離子化合物，由F-和Ca2+構成，故CaF2的電子式為：。

答案為：；

(4)最穩定的氣態氫化物是HF，則D為HF；若E為硫酸鈣，化合物C是難揮發酸，則C是H2SO4；根據已知物質和質量守恒，可寫出由D(HF)制備冰晶石(Na3AlF6)的化學方程式為：12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O。

答案為：H2SO4；12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O。