Question

某科研小组以难溶性钾长石（K₂O?Al₂O₃?6SiO₂)为原料，提取A1₂O₃、 K₂CO₃等物质，工艺流程如下：

（1）“煅烧”过程中有如下反应发生：
①钾长石中的硅元素在CaCO₃作用下转化为CaSiO₃，写出SiO₂转化为CaSiO₃的化学方程式_____________________。
②钾长石中的钾元素和铝元素在Na₂CO₃作用下转化为可溶性的NaAlO₂和 KAlO₂，写出Al₂O₃转化为NaAlO₂的化学方程式____________________________。
（2）已知NaAlO₂和KAlO₂易发生如下反应：AlO₂^－+2H₂OAl(OH)₃+OH^－。
“浸取”时，应保持溶液呈______性（填“酸”或“碱”）。“浸取”时不断搅拌的目的是______________。
（3）“转化”时加入NaOH的主要作用是_______ (用离子方程式表示）。
（4）上述工艺中可以循环利用的主要物质是_______、_______和水。

Answer 1

（1）①CaCO₃+SiO₂CaSiO₃+CO₂↑ （3分）
②Na₂CO₃+Al₂O₃2NaAlO₂+CO₂↑   （3分）
3   CuCl   FeCl₂（3分） 
② Cl^－+ CuCl = [CuCl₂]^－（2分）
③ 4FeCO₃ + O₂4CO₂ + 2Fe₂O₃（3分）
④ CuCl₂、 NaCl （4分）
（2）（共4分）不会产生SO₂污染大气（2分），不用煅烧黄铜矿从而节约热能 [或可得副产品铁红和硫，合理答案都行。2分]

试题分析：（1）①读图可知，缺少的生成物为FeCl₂、CuCl，硫元素由—2升为0，设CuFeS₂的系数为1，则2个硫原子升高总数为4，铜元素由+2降为+1，1个铜原子降低数为1，由于升降总数相等，则铁元素由+3降为+2，需要3个铁原子降低总数3，则CuFeS₂+3FeCl₃=CuCl+4FeCl₂+2S；②依题意，难溶的CuCl与可溶的NaCl在水中发生反应，其原理为Cl^－+ CuCl = [CuCl₂]^－；③依题意，该反应的反应物是FeCO₃和O₂，生成物是Fe₂O₃和CO₂，铁元素由+2升为+3价，氧元素由0降为—2价，根据最小公倍数法配平可得：4FeCO₃ + O₂4CO₂ + 2Fe₂O₃；依题意，Na[CuCl₂]在水中发生反应V，铜元素由+1部分升高为+2，部分降低为0，则溶液A中含有Cl^－、Cu²⁺和Na⁺，所以推断A的溶质主要是CuCl2和NaCl；（2）传统方法需要高温煅烧，不仅消耗大量的能量，而且还产生大量的SO2等有毒气体，污染空气，新方法的优点是不会产生SO₂污染大气，不用煅烧黄铜矿从而节约热能，可得副产品铁红和硫。