Question

【題目】鋁硅合金材料性能優(yōu)良。鋁土礦(含 30% SiO2、40.8% Al2O3和少量Fe2O3等)干法制取該合金的工藝如下：

（1）鋁硅合金材料中若含鐵，會(huì)影響其抗腐蝕性。原因是______________。

（2）焙燒除鐵反應(yīng)時(shí) Fe2O3 轉(zhuǎn)化為NH4Fe(SO4)2，Al2O3少部分發(fā)生類似反應(yīng)。寫出 Fe2O3發(fā)生反應(yīng)的方程式：______________。 氧化物轉(zhuǎn)化為硫酸鹽的百分率與溫度的關(guān)系如圖，最適宜焙燒溫度為______________。

（3）若操作①中所得溶液中加入過(guò)量NaOH 溶液，含鋁微粒發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：______________。

（4）用焦炭還原SiO2、Al2O3會(huì)產(chǎn)生SiC等中間體。寫出中間體 SiC 再與Al2O3反應(yīng)生成鋁、硅單質(zhì)的化學(xué)方程式并表出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：______________ 。

（5）已知25℃時(shí)Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。向 FeCl3和 AlCl3的混合溶液中逐滴加入NaOH 溶液，生成 Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀，當(dāng)兩種沉淀共存時(shí)，上層溶液中 c(Al3+)：c(Fe3+)=__________________。

Answer 1

【答案】

（1）鐵與鋁形成原電池，加快了鋁的腐蝕

（2）4(NH4)2SO4 + Fe2O32NH4Fe(SO4)2 + 3H2O + 6NH3↑；350℃

（3）Al3++4OH- = AlO2-+2H2O 或Al3++4OH- = Al(OH)4-

（4）

（5）2.5×104

【解析】

試題分析：鋁土礦(含30% SiO2、40.8% Al2O3和少量Fe2O3等)加硫酸銨焙燒，Fe2O3轉(zhuǎn)化為NH4Fe(SO4)2同時(shí)生成氨氣，加水溶解、過(guò)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）Al、Fe形成原電池，Al活潑性比Fe強(qiáng)的做負(fù)極，被腐蝕，所以鋁硅合金材料中若含鐵，容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕；故答案為：鐵與鋁形成原電池，加快了鋁的腐蝕；

（2）根據(jù)題意，焙燒除鐵反應(yīng)時(shí) Fe2O3 轉(zhuǎn)化為NH4Fe(SO4)2，反應(yīng)的方程式為4(NH4)2SO4 + Fe2O32NH4Fe(SO4)2 + 3H2O + 6NH3↑；焙燒時(shí)盡可能是氧化鐵反應(yīng)，而氧化鋁不反應(yīng)，由圖可知在350℃時(shí)，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350℃；故答案為：4(NH4)2SO4 + Fe2O32NH4Fe(SO4)2 + 3H2O + 6NH3↑；350℃；

（3）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：Al3++4OH-=AlO2-+2H2O；

（4）在高溫條件下，SiC與Al2O3反應(yīng)生成Al、Si和CO，其反應(yīng)的方程式為：3SiC+Al2O33Si+2Al+3CO↑；轉(zhuǎn)移18個(gè)電子，故答案為：；

（5）當(dāng)兩種沉淀共存時(shí)，由于Ksp[Al(OH)3]=c(Al3+)c3(OH-)，Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)c3(OH-)，所以c(Al3+)：c(Fe3+)=Ksp[Al(OH)3]：Ksp[Fe(OH)3]=2.5×104，故答案為：2.5×104。