Question

【題目】氮氧化鋁(AlON)具有多晶陶瓷在材料制備方面的優(yōu)勢，有著廣闊的應(yīng)用前景。工業(yè)上利用某鋁土礦(含Al2O3及少量的MgO等雜質(zhì))生產(chǎn)氮氧化鋁的流程如圖所示。回答下列問題：

（1）為提高鋁土礦堿浸的速率，除粉碎外，還可以采取的措施是_____(寫出一項(xiàng)即可)

（2）濾液1的溶質(zhì)有NaOH、_____。濾渣2的成分是_____。向?yàn)V液1中加水的目的是_______。該過程也可用通入足量的_____氣體的方法來代替。

（3）濾液2濃縮的過程中常會吸收空氣中的CO2，為得到純凈的NaOH，需要加入適量____(填化學(xué)式)。整個(gè)流程中，可循環(huán)的物質(zhì)是_____。

（4）寫出制備AlON的化學(xué)方程式_______。

（5）取1噸Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為91.8％的鋁土礦樣品，利用上述流程AlON，最終制得氮氧化鋁820.8kg，則氮氧化鋁的產(chǎn)率為______。

Answer 1

【答案】升溫 NaAlO2 Al(OH)3 促進(jìn)NaAlO2的水解 CO2 Ca(OH)2 NaOH Al2O3+C+N22AlON+CO 80%

【解析】

（1）考查影響反應(yīng)速率的因素，提高堿浸的速率，除粉碎外，還可以升高溫度等；

答案為升高溫度；

（2）鋁土礦成分是Al2O3和MgO，其中MgO為堿性氧化物，不與NaOH反應(yīng)，Al2O3為兩性氧化物，發(fā)生Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O，為了讓Al2O3充分反應(yīng)，所加NaOH過量，即濾液1中溶質(zhì)為NaOH和NaAlO2，濾渣1為MgO等不溶雜質(zhì)；根據(jù)流程，濾渣2焙燒得到Al2O3，即濾渣2為Al(OH)3；根據(jù)流程，濾液2經(jīng)過一系列變化后得到NaOH溶液，即濾液2中溶質(zhì)主要是NaOH，即加水：NaAlO2＋2H2OAl(OH)3＋NaOH，加水促進(jìn)水解，因此加水的目的是促進(jìn)NaAlO2的水解；利用碳酸的酸性強(qiáng)于Al(OH)3，以及Al(OH)3不溶于碳酸，因此該過程也可用足量的CO2氣體來代替；

答案是NaAlO2；Al(OH)3；促進(jìn)NaAlO2的水解；CO2；

（3）NaOH溶液吸收空氣中CO2，轉(zhuǎn)化成Na2CO3，為了得到純凈的NaOH，需要除去CO32－，因此需要加入適量的Ca(OH)2，根據(jù)流程循環(huán)使用的物質(zhì)是NaOH；

答案是Ca(OH)2；NaOH；

（4）根據(jù)流程，Al2O3與C、N2發(fā)生反應(yīng)，高溫下，C一般轉(zhuǎn)化成CO，其反應(yīng)方程式為Al2O3＋C＋N2=2AlON＋CO；

答案是Al2O3＋C＋N2=2AlON＋CO；

（5）利用鋁原子守恒，理論上得到AlON的質(zhì)量為，產(chǎn)率為×100%=80%；

答案是80%。