Question

某科研小組以難溶性鉀長石（K₂O?Al₂O₃?6SiO₂)為原料，提取A1₂O₃、 K₂CO₃等物質，工藝流程如下：

（1）“煅燒”過程中有如下反應發生：
①鉀長石中的硅元素在CaCO₃作用下轉化為CaSiO₃，寫出SiO₂轉化為CaSiO₃的化學方程式_____________________。
②鉀長石中的鉀元素和鋁元素在Na₂CO₃作用下轉化為可溶性的NaAlO₂和 KAlO₂，寫出Al₂O₃轉化為NaAlO₂的化學方程式____________________________。
（2）已知NaAlO₂和KAlO₂易發生如下反應：AlO₂^－+2H₂OAl(OH)₃+OH^－。
“浸取”時，應保持溶液呈______性（填“酸”或“堿”）。“浸取”時不斷攪拌的目的是______________。
（3）“轉化”時加入NaOH的主要作用是_______ (用離子方程式表示）。
（4）上述工藝中可以循環利用的主要物質是_______、_______和水。

Answer 1

（1）①CaCO₃+SiO₂CaSiO₃+CO₂↑ （3分）
②Na₂CO₃+Al₂O₃2NaAlO₂+CO₂↑   （3分）
3   CuCl   FeCl₂（3分） 
② Cl^－+ CuCl = [CuCl₂]^－（2分）
③ 4FeCO₃ + O₂4CO₂ + 2Fe₂O₃（3分）
④ CuCl₂、 NaCl （4分）
（2）（共4分）不會產生SO₂污染大氣（2分），不用煅燒黃銅礦從而節約熱能 [或可得副產品鐵紅和硫，合理答案都行。2分]

試題分析：（1）①讀圖可知，缺少的生成物為FeCl₂、CuCl，硫元素由—2升為0，設CuFeS₂的系數為1，則2個硫原子升高總數為4，銅元素由+2降為+1，1個銅原子降低數為1，由于升降總數相等，則鐵元素由+3降為+2，需要3個鐵原子降低總數3，則CuFeS₂+3FeCl₃=CuCl+4FeCl₂+2S；②依題意，難溶的CuCl與可溶的NaCl在水中發生反應，其原理為Cl^－+ CuCl = [CuCl₂]^－；③依題意，該反應的反應物是FeCO₃和O₂，生成物是Fe₂O₃和CO₂，鐵元素由+2升為+3價，氧元素由0降為—2價，根據最小公倍數法配平可得：4FeCO₃ + O₂4CO₂ + 2Fe₂O₃；依題意，Na[CuCl₂]在水中發生反應V，銅元素由+1部分升高為+2，部分降低為0，則溶液A中含有Cl^－、Cu²⁺和Na⁺，所以推斷A的溶質主要是CuCl2和NaCl；（2）傳統方法需要高溫煅燒，不僅消耗大量的能量，而且還產生大量的SO2等有毒氣體，污染空氣，新方法的優點是不會產生SO₂污染大氣，不用煅燒黃銅礦從而節約熱能，可得副產品鐵紅和硫。