Question

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

（1）鋁硅合金中若含有鐵，會(huì)影響其抗腐蝕性能，

原因是________________________

（2）焙燒除鐵反應(yīng)時(shí)，F(xiàn)e2O3轉(zhuǎn)化為NH4Fe(SO4 )2,Al2O3 少部分發(fā)生類似反應(yīng)，寫出Fe2O3反應(yīng)的化學(xué)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，最適宜的焙燒溫度是_______

（3）若操作①所得的溶液中加入過(guò)量的NaOH溶液，含鋁微粒發(fā)生的離子反應(yīng)方程式是：___________。

（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 生成硅、鋁單質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)方程式，并用單線橋標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目：_________________。

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

Answer 1

【答案】28（14分）（1）鐵與鋁形成原電池，加快了鋁的腐蝕

（2）4(NH4)2SO4+Fe2O3 2NH4Fe(SO4)2+3H2O+6NH3↑ 300℃

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

（4）3SiC+Al2O33Si+2Al+3CO↑ （5）2.5×104

【解析】

試題分析：（1）鋁硅合金材料中若含鐵，會(huì)影響其抗腐蝕性是因?yàn)殍F與鋁形成原電池，加快了鋁的腐蝕。

（2）焙燒除鐵反應(yīng)時(shí)，F(xiàn)e2O3轉(zhuǎn)化為NH4Fe(SO4 )2，化合價(jià)沒(méi)有發(fā)生變化，屬于非氧化還原反應(yīng)，根據(jù)原子守恒配平，則Fe2O3反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4(NH4)2SO4+Fe2O3 2NH4Fe(SO4)2+3H2O+6NH3↑；從圖中可以看出，300℃時(shí)Fe2O3的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，升高溫度變化不大，而在300℃時(shí)Al2O3轉(zhuǎn)化率低，為了減少Al2O3發(fā)生反應(yīng)，溫度最好控制在300℃。

（3）焙燒時(shí)有一部分Al2O3發(fā)生反應(yīng)生成NH4Al(SO4)2，所得的溶液中含有Al3+，加入過(guò)量的NaOH溶液，Al3+發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：Al3++4OH-=AlO2-+2H2O或Al3++4OH-=Al(OH)4-。

（4）中間體SiC與Al2O3反應(yīng)生成鋁、硅單質(zhì)，化學(xué)方程式為3SiC+Al2O33Si+2Al+3CO↑。

（5）已知25℃ Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33 , Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38, 向FeCl3和AlCl3的混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液生成Al(OH)3和Fe(OH)3 沉淀，當(dāng)兩種沉淀共存時(shí)，溶液中c(OH-)濃度相等，則c(OH-)3= Ksp[Al(OH)3]÷c(Al3+)= Ksp[Fe(OH)3]÷c(Fe3+)，則c（Al3+）：c(Fe3+)==1.0×10-33 ÷4.0×10-38=2.5×104。