Question

某科研小组以难溶性钾长石（K₂O．Al₂O₃.6SiO₂）为原料，提取A1₂0₃、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：AlO+2H₂O?Al（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

解：（1）①碳酸钙与二氧化硅在高温条件下反应生成硅酸钙和二氧化碳，该反应的化学方程式为：CaCO₃+SiO₂CaSiO₃+CO₂↑，
故答案为：CaCO₃+SiO₂CaSiO₃+CO₂↑；
②氧化铝和碳酸钠在高温下反应生成偏铝酸钠和二氧化碳，Al₂O₃+Na₂CO₃2NaAlO₂+CO₂↑，
故答案为：Al₂O₃+Na₂CO₃2NaAlO₂+CO₂↑；
（2）偏铝酸根离子是强碱弱酸盐，在酸性溶液中会发生反应生成沉淀或铝离子，在中性溶液中会发生水解生成氢氧化铝，只有在碱性条件下，不反应不水解，所以在须在碱性条件下，“浸取”时不断搅拌能提高浸取速率，
故答案为：碱；提高浸取速率；
（3）碳酸氢根离子与氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，碳酸氢根离子是弱酸的酸根离子不能拆成碳酸根离子和氢离子，离子反应方程式为：HCO₃^-+2OH^-=CO₃^2-+H₂O，
故答案为：HCO₃^-+2OH^-=CO₃^2-+H₂O；
（4）煅烧时需要碳酸钠，在流程图提取碳酸钾之前可得到碳酸钠，所以碳酸钠为可循环利用的物质，在浸出液中需通二氧化碳，而碳酸钙与二氧化硅、氧化铝和碳酸钠在高温下反应都有二氧化碳生成，所以，二氧化碳是可循环使用的物质，
故答案为：Na₂CO₃、CO₂；
分析：（1）①碳酸钙与二氧化硅在高温条件下反应生成硅酸钙和二氧化碳；
②氧化铝和碳酸钠在高温下反应生成偏铝酸钠和二氧化碳；
（2）偏铝酸根离子在碱性条件下不水解；浸取时不断搅拌目的是提高速率；
（3）碳酸氢根离子与氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水；
（4）根据流程图推测可以循环利用的主要物质；
点评：本题主要考查了A1₂0₃、K₂CO₃等物质的提取，是工业流程题，依据相关的物质的性质，读懂流程是解答的关键，题目难度中等．