Question

從鋁土礦(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質)中提取氧化鋁的兩種工藝流程如下：

請回答下列問題：

(1)流程甲加入鹽酸后生成Al3＋的離子方程式為 。

(2)流程乙加入燒堿后生成SiO32-的離子方程式為 。

(3)驗證濾液B含Fe3＋，可取少量濾液并加入 (填試劑名稱)。

(4)濾液E、K中溶質的主要成分是 (填化學式)，寫出該溶質的一種用途： 。

(5)已在298 K時，Mg(OH)2的溶度積常數Ksp＝5.6×10－12。取適量的濾液B，加入一定量的燒堿至達到沉淀溶解平衡，測得pH＝13，則此溫度下殘留在溶液中的c(Mg2＋)＝ 。

 

Answer 1

(1)Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O (2)SiO2＋2OH－=SiO32-＋H2O (3)硫氰化鉀(或苯酚溶液等合理答案) (4)NaHCO3；制純堿(或做發酵粉等合理答案)(5)5.6×10－10 mol·L－1

【解析】本題考查從鋁土礦中提取氧化鋁的工藝流程。鋁土礦中的成分能與HCl反應的有Al2O3、Fe2O3、MgO，不反應的是SiO2，所以固體A為SiO2，濾液B中有Al3＋、Fe3＋、Mg2＋，再加入過量燒堿，Al3＋＋4OH－=[Al(OH)4]－，Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓，沉淀C為Fe(OH)3、Mg(OH)2的混合物，濾液D中為Na[Al(OH)4]、NaOH(過量)，Na[Al(OH)4]能與CO2反應，Na[Al(OH)4]＋CO2(過量)=Al(OH)3↓＋NaHCO3，故濾液E為NaHCO3，沉淀F為Al(OH)3，Al(OH)3灼燒得到Al2O3。鋁土礦中能與NaOH溶液反應的有Al2O3、SiO2，所以固體X為Fe2O3、MgO，Al2O3＋2NaOH＋3H2O=2Na[Al(OH)4]，SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O。(5)中應用Ksp的有關計算，Ksp＝c(Mg2＋)·c2(OH－)，c(OH－)＝1.0×10－1 mol·L－1，所以c(Mg2＋)＝＝＝5.6×10－10(mol·L－1)。