分析 鋁土礦(含30% SiO2、40.8% Al2O3和少量Fe2O3等)加硫酸銨焙燒,F(xiàn)e2O3轉(zhuǎn)化為NH4Fe(SO4)2同時生成氨氣,加水溶解、過濾,濾渣為SiO2和Al2O3,用焦炭在高溫條件下還原SiO2、Al2O3得到硅鋁熔體,在加純鋁攪拌,得到硅鋁合金;
(1)氧化鐵是堿性氧化物與酸反應(yīng)生成鐵鹽,然后加入KSCN溶液進行檢驗,觀察溶液是否呈血紅色;工業(yè)上是用碳和二氧化硅在高溫條件下反應(yīng)制備粗硅;
(2)焙燒時盡可能是氧化鐵反應(yīng),而氧化鋁不反應(yīng);氨氣可以制氮肥,也可以制備硫酸銨循環(huán)利用;
(3)根據(jù)流程分析解答;溶液中含有鋁離子與氫氧根離子生成偏鋁酸根離子;
(4)在高溫條件下,Al4C3與Al2O3反應(yīng)生成Al和CO;
(5)鋁土礦中含30%SiO2、37.6%Al2O3,又加入27kg純鋁,根據(jù)質(zhì)量守恒計算鋁硅的質(zhì)量和質(zhì)量比.
解答 解:鋁土礦(含30% SiO2、40.8% Al2O3和少量Fe2O3等)加硫酸銨焙燒,F(xiàn)e2O3轉(zhuǎn)化為NH4Fe(SO4)2同時生成氨氣,加水溶解、過濾,濾渣為SiO2和Al2O3,用焦炭在高溫條件下還原SiO2、Al2O3得到硅鋁熔體,在加純鋁攪拌,得到硅鋁合金;
(1)氧化鐵是堿性氧化物與酸反應(yīng)生成鐵鹽,然后加入KSCN溶液進行檢驗,觀察溶液是否呈血紅色,所以檢驗鋁土礦中的鐵元素需要試劑:硫酸和KSCN溶液,工業(yè)上是用碳和二氧化硅在高溫條件下反應(yīng)制備粗硅,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2C+SiO2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO+Si,故答案為:硫酸和KSCN溶液;2C+SiO2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO+Si;
(2)焙燒時盡可能是氧化鐵反應(yīng),而氧化鋁不反應(yīng),由圖可知在300℃時,氧化鐵轉(zhuǎn)化為硫酸鹽的百分率很高,而氧化鋁轉(zhuǎn)化為硫酸鹽的百分率最低,所以最適宜焙燒溫度為300℃;氣體Ⅰ為氨氣,氨氣可以用于制氮肥,也可以用硫酸吸收來備硫酸銨循環(huán)到焙燒過程中;
故答案為:300℃;制氮肥、用硫酸吸收氣體(氨氣)循環(huán)到焙燒過程中;
(4)由流程分析可知,操作①包括:加水溶解、過濾;溶液中含有鋁離子與氫氧根離子生成偏鋁酸根離子,其反應(yīng)的離子方程式為:Al3++4OH-=AlO2-+2H2O;
故答案為:過濾;Al3++4OH-=AlO2-+2H2O;
(5)在高溫條件下,Al4C3與Al2O3反應(yīng)生成Al和CO,其反應(yīng)的方程式為:Al4C3+Al2O3$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6Al+3CO↑;
故答案為:Al4C3+Al2O3$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6Al+3CO↑;
(6)投入1t鋁土礦,加入27kg純鋁,已知鋁土礦中含30%SiO2、37.6%Al2O3,則Al的總質(zhì)量為:1000kg×37.6%×$\frac{54}{102}$+27kg=226kg,
Si的總質(zhì)量為1000kg×30%×$\frac{28}{60}$=140kg,則鋁硅合金中m:n=$\frac{226}{27}$:$\frac{140}{28}$=8:5,
故答案為:8:5.
點評 本題考查了物質(zhì)分離和提純基本操作,注意把握流程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為解答的關(guān)鍵,注重信息與所學(xué)知識的結(jié)合分析解決問題,側(cè)重知識遷移應(yīng)用能力的考查,題目難度中等.
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 硅與氫氧化鉀溶液反應(yīng):Si+2OH-+H2O═SiO32-+2H2↑ | |
B. | Al(OH)3溶于稀硝酸:OH-+H+═H2O | |
C. | 往氨水中加入少量AlCl3溶液:Al3++4OH-═[Al(OH)4]- | |
D. | 把水玻璃滴入鹽酸中:SiO32-+2H+═H2SiO3 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性:HF>HCl | B. | 堿性:NaOH>KOH | ||
C. | 非金屬性:P>Cl | D. | 酸性:H2SO4>HClO4 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 1個 | B. | 2個 | C. | 3個 | D. | 4個 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 苯酚能跟NaOH溶液反應(yīng),乙醇不能與NaOH溶液反應(yīng) | |
B. | 苯酚能與溴水反應(yīng),苯不能與溴水反應(yīng) | |
C. | 甲苯能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,苯不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色 | |
D. | 甲苯與溴蒸氣(光照)發(fā)生取代反應(yīng),苯與液溴(鐵做催化劑)發(fā)生取代反應(yīng) |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | v(B2)=0.8mol(L•s)-1 | B. | v(A2)=0.4 mol(L•s)-1 | ||
C. | v(C)=0.6 mol(L•s)-1 | D. | v(D)=0.1 mol(L•s)-1 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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