Question

【題目】利用鋁熱煉鎂還原渣[Al、Ca(AlO2)2、Al2O3、MgO及少量不能被堿液溶出的尖晶石型鋁的化合物等]制取Al(OH)3的工藝流程如下：

(1) “濾渣”成分包括：水合鋁酸鈣、尖晶石型鋁的化合物、不含鋁的化合物______________(寫兩種物質的化學式)。

(2) “溶出”時，在適當條件下，鋁及其大部分含鋁化合物以NaAlO2溶出。

①金屬Al與NaOH溶液反應的化學方程式為________________________________。

②其他條件相同時，Na2CO3、NaOH溶液的濃度對鋁的溶出率的影響如圖所示：

NaOH溶液濃度一定時，130 g·L－1的Na2CO3溶液對鋁的溶出率比100 g·L－1的大，這是因為______________(從平衡移動角度分析)；Na2CO3溶液濃度一定時，當NaOH溶液濃度大于80 g·L－1，鋁的溶出率隨NaOH溶液濃度增大而減小，可能原因是______________。

(3) “碳分”時，溶液與過量CO2反應的離子方程式為________________________。

(4) “過濾2”的母液經再生處理可返回“溶出”工序循環使用，再生的方法是____________。

Answer 1

【答案】CaCO3、MgO[或Mg(OH)2] 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ Na2CO3濃度大，有利于溶出反應向生成CaCO3方向移動，促進鋁的溶出 AlO2-以水合鋁酸鈣形式重新進入固相[或過量NaOH濃溶液與原料中含鈣化合物作用生成Ca(OH)2，Ca(OH)2與NaAlO2作用生成水合鋁酸鈣] AlO2-＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3- 在不斷攪拌下加入適量的生石灰[或熟石灰，答NaOH暫不扣分]，然后過濾去渣

【解析】

鋁熱煉鎂還原渣[Al、Ca(AlO2)2、Al2O3、MgO及少量不能被堿液溶出的尖晶石型鋁的化合物等]加入NaOH、Na2CO3溶液溶出，過濾后濾渣中含有水合鋁酸鈣、尖晶石型鋁的化合物、不含鋁的化合物、CaCO3 MgO [Mg(OH)2 ]，濾液中含有NaAlO2 ，通入CO2 后發生AlO2-＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3- ，過濾得母液中含NaHCO3 ，濾渣是Al(OH)3 。

(1) 過濾1，“濾渣”成分包括：水合鋁酸鈣、尖晶石型鋁的化合物、不含鋁的化合物CaCO3、MgO[或Mg(OH)2]。

(2)①金屬Al與NaOH溶液反應的化學方程式為2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑；

②Ca2＋＋CO32－=CaCO3↓, Na2CO3濃度大，有利于溶出反應向生成CaCO3方向移動，促進鋁的溶出。

AlO2-以水合鋁酸鈣形式重新進入固相[或過量NaOH濃溶液與原料中含鈣化合物作用生成Ca(OH)2，Ca(OH)2與NaAlO2作用生成水合鋁酸鈣] ；

(3) “碳分”時，溶液與過量CO2反應生成Al(OH)3 沉淀和碳酸氫鈉，離子方程式為AlO2-＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3- 。

(4) “過濾2”的母液中含NaHCO3 ，碳酸氫鈉轉化為碳酸鈉，再進入“溶出”工序循環使用。再生處理：在不斷攪拌下加入適量的生石灰[或熟石灰，答NaOH暫不扣分]，然后過濾去渣，可返回“溶出”工序循環使用。