Question

【題目】以鋁土礦(主要成分為Al2O3,含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料生產(chǎn)鋁和氮化鋁的一種工藝流程如下【已知:SiO2在“堿溶”時(shí)轉(zhuǎn)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(xué)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(diǎn)高出很多，原因是_________;有人考慮用熔融態(tài)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(cè)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(chǎn)生NH3。打開K1,通入N2一段時(shí)間。

①實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)定的數(shù)據(jù)是___________。

②由于裝置存在缺陷，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高，請(qǐng)?zhí)岢龈倪M(jìn)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(qiáng)于范德華力，所以Al2O3的熔點(diǎn)高 不可行 AlCl屬于共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)不導(dǎo)電 AlN樣品的質(zhì)量以及裝置C在吸收NH3前后的質(zhì)量 在C后連接一個(gè)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(shí)，SiO2轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉(NaAlSiO4·nH2O)沉淀分離出來(lái)，Al2O3轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鈉溶液，加入碳酸氫鈉溶液時(shí)，偏鋁酸鈉轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，過濾后，把氫氧化鋁分離出來(lái)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(xué)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(diǎn)高出很多，原因是Al2O3是離子晶體，AlCl3是分子晶體，離子鍵強(qiáng)于范德華力，所以Al2O3的熔點(diǎn)高;用熔融態(tài)AlCl3電解制備鋁是不可行的，因?yàn)?/span>AlCl3屬于共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)不導(dǎo)電。

（5）由實(shí)驗(yàn)裝置可知，AlN與NaOH濃溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉溶液和氨氣，氨氣經(jīng)堿石灰干燥后被濃硫酸吸收，測(cè)出該裝置的增重即可根據(jù)樣品的質(zhì)量求出樣品中AlN的純度。

①實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)定的數(shù)據(jù)是AlN樣品的質(zhì)量以及裝置C在吸收NH3前后的質(zhì)量。

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