Question

粉煤灰是燃煤电厂的废渣，主要成分为、，还含有少量的FeO、和C等。实验室模拟工业上的两种方法从粉煤灰中提取活性，其流程如下：

己知“烧结”过程的产物主要是：、、和等。

“烧结”过程中铝元素转化的化学方程式为__________。

“浸出”过程中，可完全彻底水解，水解反应的离子方程式为________。

滤渣的主要成分是____________。

“提纯”过程中，当加入NaOH溶液使沉淀量达到最大时，溶液中______ _。

“提纯”过程中，如当时，说明溶液中被除尽，则此时溶液中pH______。己知的

“碳化”过程中，通入过量气体X时发生反应的离子方程式为________。

Answer

和C

【解析】

方法一：粉煤灰是燃煤电厂的废渣，主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3和C等，当加CaCO3、Na2CO3进行烧结，发生Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑、Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑、2CaCO3+SiO2Ca2SiO4+2CO2↑、Fe2O3+Na2CO32NaFeO2+CO2↑、C+O2CO2，所以气体X为CO2，操作a为冷却、研磨，加入碳酸钠溶液浸出，AlO2-+2H2O⇌Al(OH)3+OH-，碳酸钠溶液呈碱性，抑制偏铝酸根离子的水解，NaFeO2可完全水解，FeO2-+2H2O=Fe(OH)3↓+OH-，操作b过滤出Fe(OH)3、Ca2SiO4，加入氧化钙脱硅，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和硅酸根离子反应生成硅酸钙沉淀，操作b过滤出硅酸钙沉淀，滤液为NaAlO2，通入二氧化碳，碳酸酸性强于氢氧化铝，所以发生：NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)3↓，过滤出沉淀氢氧化铝，加热氢氧化铝生成氧化铝和水，电解氧化铝得到铝和氧气。

方法二：制备Al2O3的流程：粉煤灰的主要成分为Al2O3和SiO2，(含少量杂质FeO、Fe2O3)，加稀硫酸，Al2O3、FeO、Fe2O3转化为离子，SiO2不溶于硫酸，过滤，滤渣为SiO2，滤液中含有Al3+、Fe2+、Fe3+，加双氧水，Fe2+被氧化为Fe3+，氢氧化铝为两性物质，加入足量的氢氧化钠Fe3+转化为沉淀，铝离子生成偏铝酸根离子，Al3++3OH-═Al(OH)3↓，Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O，过滤，滤渣为氢氧化铁，在滤液中通入过量的二氧化碳，生成Al(OH)3，过滤、洗涤、干燥、煅烧得到Al2O3。

依据流程图可知，“烧结”过程中铝元素转化的化学方程式为：；

“浸出”过程中，由于是强碱弱酸盐，当完全彻底水解，水解反应的离子方程式为：；

依据流程图可得，滤渣是粉煤灰和稀硫酸反应后的产物，所以滤渣的主要成分是：和C；

依据流程图可得，“提纯”过程中，当加入NaOH溶液使沉淀量达到最大时，溶液中是硫酸钠溶液，所以；

“提纯”过程中，如当时，说明溶液中被除尽，依据的，所以，则此时溶液中；

依据流程图可知，“碳化”过程中，通入过量气体X时发生反应的离子方程式为：。