Question

【題目】工業(yè)上常用鋁土礦(主要成分為Al2O3,SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備鋁氫化鈉，鋁氫化鈉(NaAlH4)是有機合成的重要還原劑，工藝流程如下：

已知:SiO2在“堿液”中轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉Na2Al2SixO8)沉淀。

(1)過量NaOH溶液溶解鋁土礦時為了提高浸出率可采取的措施是_______。(任寫一種)

(2)電解I的化學(xué)方程式_______。

(3)“灼燒”操作用到的主要儀器有_______、_______、三腳架、玻璃棒、酒精燈、坩堝鉗。

(4)“電解II”是電解Na2CO3溶液，原理如圖所示。

物質(zhì)A為_______。(填化學(xué)式)

(5)反應(yīng)III的化學(xué)方程式為_______，某同學(xué)經(jīng)過分析認為可以再設(shè)計一個電解槽，電解_______ (填物質(zhì)名稱)溶液，更能實現(xiàn)副產(chǎn)物的循環(huán)利用。

(6)某同學(xué)認為該制備工藝也可以先酸溶，再加入NaOH溶液，當(dāng)溶液中鐵離子沉淀完全時，此時溶液pH是_______。(一般認為室溫下離子濃度小于10-5mol/L時沉淀完全；Ksp[Fe(OH)3]=1×10-35，Ksp[Al(OH)3]=3×10-34)

Answer 1

【答案】 加熱或粉碎礦石或適當(dāng)增大NaOH溶液濃度 2Al2O3 4Al+ 3O2↑ 坩堝 泥三角 O2 4NaH+AlCl3= NaAlH4+3NaCl 氯化鈉 4

【解析】SiO2在“堿液”中轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉Na2Al2SixO8)沉淀，氧化鐵與氫氧化鈉不反應(yīng)，氧化鋁轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鈉，則過濾Ⅰ得到的濾渣是Na2Al2SixO8和Fe2O3。加入碳酸氫鈉溶液，氫氧化鈉轉(zhuǎn)化為碳酸鈉，偏鋁酸鈉轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀和碳酸鈉，過濾得到氫氧化鋁，濾液是碳酸鈉溶液；氫氧化鋁灼燒轉(zhuǎn)化為氧化鋁，電解熔融氧化鋁得到金屬鋁和氧氣，鋁與氯氣化合生成氯化鋁，氯化鋁與NaH反應(yīng)生成NaAlH4；則

(1)過量NaOH溶液溶解鋁土礦時為了提高浸出率可采取的措施有：加熱或粉碎礦石或適當(dāng)增大NaOH溶液濃度等；(2)根據(jù)以上分析可知電解I的化學(xué)方程式為2Al2O34Al+3O2↑。(3)“灼燒”固體氫氧化鋁操作用到的主要儀器有坩堝、泥三角、三腳架、玻璃棒、酒精燈、坩堝鉗。(4)陽極是氫氧根放電，則物質(zhì)A為O2。(5)根據(jù)原子守恒可知反應(yīng)III的化學(xué)方程式為4NaH+AlCl3＝NaAlH4+3NaCl。由于反應(yīng)中有氯化鈉生成，電解氯化鈉溶液生成氫氣、氯氣和氫氧化鈉，更能實現(xiàn)副產(chǎn)物的循環(huán)利用。(6)根據(jù)氫氧化鐵的溶度積常數(shù)可知當(dāng)溶液中鐵離子沉淀完全時，溶液中氫氧根的濃度是，因此溶液pH是4。