Question

【題目】以鋁土礦(主要成分為Al2O3,含SiO2和Fe2O3等雜質)為原料生產鋁和氮化鋁的一種工藝流程如下【已知:SiO2在“堿溶”時轉化為鋁硅酸鈉(NaAlSiO4·nH2O)沉淀】。

（1）操作I、Ⅱ的名稱為____________。

（2）用氧化物的形式表示鋁硅酸鈉的化學式_____________。

（3）溶液a中加入NaHCO3后，生成沉淀的離子方程式為____________。

（4）Al2O3比另外一種鋁的化合物AlCl3熔點高出很多，原因是_________;有人考慮用熔融態AlCl3電解制備鋁，你覺得是否可行，____(選填“可行”或“不可行”)，試分析原因_________。

（5）取一定量的樣品，用以下裝置測定樣品中AlN的純度(夾持裝置已略去)。打開K2,加入NaOH濃溶液，至不再產生NH3。打開K1,通入N2一段時間。

①實驗中需要測定的數據是___________。

②由于裝置存在缺陷，導致測定結果偏高，請提出改進方法:___________。

Answer 1

【答案】 過濾 Na2O·Al2O3·2SiO2·2nH2O AlO2-+HCO3-+H2O==Al(OH)3↓+CO32- Al2O3是離子晶體，AlCl3是分子晶體，離子鍵強于范德華力，所以Al2O3的熔點高 不可行 AlCl屬于共價化合物，熔融狀態不導電 AlN樣品的質量以及裝置C在吸收NH3前后的質量 在C后連接一個裝有堿石灰的干燥管(或其他合理的干燥裝置)

【解析】試題分析：由流程可知，鋁土礦在堿溶時，SiO2轉化為鋁硅酸鈉(NaAlSiO4·nH2O)沉淀分離出來，Al2O3轉化為偏鋁酸鈉溶液，加入碳酸氫鈉溶液時，偏鋁酸鈉轉化為氫氧化鋁沉淀，過濾后，把氫氧化鋁分離出來加熱灼燒，氫氧化鋁分解為氧化鋁，電解熔融的氧化鋁得到鋁。

（1）操作I、Ⅱ的名稱為過濾。

（2）用氧化物的形式表示鋁硅酸鈉的化學式為Na2O·Al2O3·2SiO2·2nH2O。

（3）溶液a中加入NaHCO3后，生成沉淀的離子方程式為AlO2-+HCO3-+H2O==Al(OH)3↓+CO32- 。

（4）Al2O3比另外一種鋁的化合物AlCl3熔點高出很多，原因是Al2O3是離子晶體，AlCl3是分子晶體，離子鍵強于范德華力，所以Al2O3的熔點高;用熔融態AlCl3電解制備鋁是不可行的，因為AlCl3屬于共價化合物，熔融狀態不導電。

（5）由實驗裝置可知，AlN與NaOH濃溶液反應生成偏鋁酸鈉溶液和氨氣，氨氣經堿石灰干燥后被濃硫酸吸收，測出該裝置的增重即可根據樣品的質量求出樣品中AlN的純度。

①實驗中需要測定的數據是AlN樣品的質量以及裝置C在吸收NH3前后的質量。

②C裝置中的濃硫酸可以吸收空氣中的水蒸氣，導致測定結果偏高，改進方法為在C后連接一個裝有堿石灰的干燥管（或其他合理的干燥裝置）。