Question

【題目】某冶金廠的礦渣含有較多的Al2O3、Fe2O3、MgO、SiO2，現欲進行綜合利用以提取氧化鋁、氧化鎂、氧化鐵作為工業原料，其設計的工藝流程如下：

已知：

①硅酸的酸性比氫氧化鋁強。

②飽和氯化銨溶液的pH約為5。

③氫氧化鎂開始沉淀至沉淀完全的pH范圍：9.0～12.0。

④氫氧化鐵開始沉淀至沉淀完全的pH 范圍：2.7～4.0。

回答下列問題：

（1）寫出過程II中發生反應的化學方程式：_______________、_____________________。

（2）過程Ⅲ的名稱是_______________；產品乙的俗名是_________________。

（3）過程V中所用適量的B是一種常見氣體，過程V中所發生的反應的離子方程式為_______。

（4）殘渣甲用飽和氯化銨溶液能部分溶解的原因是_______________（用離子方程式表示）。

（5）解釋工業上不用電解產品甲制備相應金屬單質的原因________________。

Answer 1

【答案】 Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑ SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑ 溶解，過濾 鐵紅 CO2+3H2O+2AlO2-2Al(OH)3↓＋CO32- MgO+2NH4++H2OMg2++2NH3·H2O MgO熔點高，熔融狀態下電解耗能多，成本高

【解析】由流程可知，濾渣粉碎后加入碳酸鈉，高溫條件下反應生成NaAlO2和硅酸鈉，溶解后過濾得到殘渣甲含有Fe2O3、MgO，加入氯化銨，得到乙為Fe2O3，溶液甲含有氯化鎂，固體甲為氫氧化鎂，產品甲為MgO；溶液丙含有NaAlO2和硅酸鈉，可通入適量的二氧化碳，由于硅酸的酸性比氫氧化鋁強，偏鋁酸鈉與二氧化碳反應生成沉淀丙為氫氧化鋁，加熱分解生成產品丙為氧化鋁。

(1)過程II中氧化鋁和二氧化硅與碳酸鈉反應，發生反應的化學方程式分別為Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑、SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑，故答案為：Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑；SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑；

(2)過程Ⅲ為溶解，過濾，產品乙為氧化鐵，俗名是鐵紅，故答案為：溶解，過濾；鐵紅；

(3)過程V中所用適量的B是一種氣體，應為二氧化碳，反應的離子方程式為CO2+3H2O+2AlO2-=2Al(OH)3↓+CO32-，故答案為：CO2+3H2O+2AlO2-=2Al(OH)3↓+CO32-，

(4)殘渣甲中主要含有氧化鎂，銨根離子水解溶液顯酸性，促進氧化鎂的溶解，反應的離子方程式為MgO+2NH4++H2OMg2++2NH3·H2O，故答案為：MgO+2NH4++H2OMg2++2NH3·H2O；

(5)產品甲為氧化鎂，MgO熔點高，熔融狀態下電解耗能多，成本高，工業上不用電解氧化鎂的方法制備鎂單質，而是電解熔融狀態的氯化鎂冶煉鎂，故答案為：MgO熔點高，熔融狀態下電解耗能多，成本高。