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【题目】粉煤灰是燃煤电厂的废渣主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3C等。实验室模拟工业从粉煤灰提取活性Al2O3,其流程如下图:

已知烧结过程的产物主要是:NaAlO2、Ca2SiO4、NaFeO2Na2SiO3等。

(1)写出烧结过程中铝元素转化的化学方程式_________________________

(2)操作a为冷却、研磨,其中研磨的目的是________________________

(3)浸出过程中,NaFeO2可完全水解,水解反应的离子方程式为_______________

(4)操作b的名称是_________,所用的玻璃仪器有_____________________和烧杯。

(5)“碳化时生成沉淀,沉淀的化学式为________________

(6)上述过程中循环使用的物质是_______________

【答案】1Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2

2)提高烧结产物浸出率;

3FeO2-+2H2O=FeOH3↓+OH-

4)过滤;漏斗、玻璃棒;

5AlOH3;(6)碳酸钙和二氧化碳。

【解析】试题分析:粉煤灰是燃煤电厂的废渣,主要成分为SiO2Al2O3Fe2O3C等,当加CaCO3Na2CO3进行烧结,发生Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO22CaCO3+SiO2Ca2SiO4+2CO2Fe2O3+Na2CO32NaFeO2+CO2C+O2CO2,所以气体XCO2,操作a为冷却、研磨,加入碳酸钠溶液浸出,AlO2-+2H2OAlOH3+OH-,碳酸钠溶液呈碱性,抑制偏铝酸根离子的水解,NaFeO2可完全水解,FeO2-+2H2O=FeOH3↓+OH-,操作b过滤出FeOH3Ca2SiO4,加入氧化钙脱硅,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和硅酸根离子反应生成硅酸钙沉淀,操作b过滤出硅酸钙沉淀,滤液为NaAlO2,通入二氧化碳,碳酸酸性强于氢氧化铝,所以发生:NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+AlOH3,过滤出沉淀氢氧化铝,加热氢氧化铝生成氧化铝和水,电解氧化铝得到铝和氧气。

1烧结过程中氧化铝和碳酸钠反应:Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2,故答案为:Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2

2烧结过程的产物主要是:NaAlO2Ca2SiO4NaFeO2Na2SiO3等,操作a的下一步为浸出,操作a为冷却、研磨,所以研磨的目的是提高烧结产物浸出率,故答案为:提高烧结产物浸出率;

3)碳酸钠溶液呈碱性,抑制偏铝酸根离子的水解,NaFeO2可完全水解,FeO2-+2H2O=FeOH3↓+OH-,故答案为:FeO2-+2H2O=FeOH3↓+OH-

4)浸出液经过两次操作b分离沉淀,所以b为过滤,过滤时需要制作过滤器的漏斗、固定仪器的铁架台、引流用的玻璃棒、承接滤液的烧杯;所以还需用的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒,故答案为:过滤;漏斗、玻璃棒;

5)操作b过滤出硅酸钙沉淀,滤液为NaAlO2,通入二氧化碳,碳酸酸性强于氢氧化铝,所以发生:NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+AlOH3,所以碳化时生成沉淀氢氧化铝,故答案为:AlOH3

6)根据流程图,上述过程中循环使用的物质有碳酸钙和二氧化碳,故答案为:碳酸钙和二氧化碳。

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