Question

铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al₂O₃和冰晶石（Na₃AlF₆）混合熔融电解制得．
①铝土矿的主要成分是Al₂O₃和SiO₂等．从铝土矿中提炼Al₂O₃的流程如图1所示：

②以萤石（CaF₂）和纯碱为原料制备冰晶石的流程如图2所示：
回答下列问题：
（1）写出反应1的化学方程式

 

、

 

；
（2）滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是

 

，若通入的气体A少量则反应2的离子方程式为

 

（3）E常用作制作豆腐的添加剂，化合物C是

 

，写出由D制备冰晶石的化学方程式

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：

分析：①铝土矿的主要成分是Al₂O₃和SiO₂等，与NaOH反应分别为：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O；滤液中含有NaAlO₂和Na₂SiO₃，加CaO生成CaSiO₃沉淀，滤液II中通二氧化碳生成氢氧化铝沉淀；
②由工艺流程可知，气体D含有F元素，应是HF，E常用作制作豆腐的添加剂，E为硫酸钙，故C为浓硫酸；根据元素守恒，可知HF与碳酸钠、氢氧化铝反应生成冰晶石，同时生成二氧化碳、水．

解答： 解：（1）二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠与水，反应方程式为：2NaOH+SiO₂=Na₂SiO₃+H₂O，氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，反应方程式为：2NaOH+Al₂O₃=2NaAlO₂+H₂O，
故答案为：2NaOH+SiO₂=Na₂SiO₃+H₂O；2NaOH+Al₂O₃=2NaAlO₂+H₂O；
（2）滤液Ⅰ中含有硅酸钠、偏铝酸钠，加入CaO，生成氢氧化钙，氢氧化钙与硅酸钠反应生成硅酸钙沉淀；
由工艺流程可知，B为氢氧化铝，故气体A为二氧化碳，滤液Ⅱ主要是偏铝酸钠，偏铝酸钠溶液通入二氧化碳，生成氢氧化铝与碳酸钠，反应方程式为：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-，
故答案为：CaSiO₃；2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-；
（3）由工艺流程可知，气体D含有F元素，应是HF，故C为浓硫酸，根据元素守恒，可知HF与碳酸钠、氢氧化铝反应生成冰晶石，同时生成二氧化碳、水，反应方程式为12HF+3Na₂CO₃+2Al（OH）₃=2Na₃AlF₆+3CO₂+9H₂O，
故答案为：浓H₂SO₄；12HF+3Na₂CO₃+2Al（OH）₃=2Na₃AlF₆+3CO₂+9H₂O．

点评：本题考查化学工艺流程、无机物推断等，题目难度中等，理解工艺流程是解题的关键，（3）中HF的制备是中学中比较陌生的知识，是难点、易错点，需要学生基本扎实的据此与运用知识分析解决问题的能力．