成分 Al2O3 Fe2O3 Na2O(由NaOH折算为Na2O) 铝土矿 55% 16% 0 赤泥 15% 48% 8%
(1)生产中每消耗1 t铝土矿将产生 吨赤泥。
(2)试计算每炼出1 t铝,理论上需要多少吨铝土矿?需补充多少吨NaOH?(结果保留2位小数)
解析:流程中涉及的化学反应有Al2O3+(2NaOH)┬("(" A")" ) (2NaAlO_2)┬"滤液" +H2O(Fe2O3等成为赤泥)
NaAlO2+CO2+2H2ONaHCO3+(Al"(" OH")" _3 "↓" )┬("(" D")" )
Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+(2NaOH)┬("(" A")" )
2Al(OH)3Al2O3+3H2O
2Al2O34Al+3O2↑
设每炼出1 t铝耗铝土矿y t,根据Fe2O3的量前后不变可知同时产生1/3y t的赤泥,则铝土矿中Al2O3的质量=赤泥中Al2O3的质量+用于冶炼铝的Al2O3的质量,即y×55%=y×1/3×15%+102/54×1,y≈3.78。
从铝土矿中的Al2O3转化为Al,NaOH溶液可看作溶解Al2O3的溶剂,理论上无损失但因赤泥中含有钠,故导致有所损失。
由Na2O~2NaOH可知:补充NaOH质量=赤泥中NaOH质量,即补充NaOH质量为3.78 t×1/3×8%×80/62≈0.13 t。
答案:(1)0.33 (2)3.78 t 0.13 t
B组
1.右图中横坐标为加入反应物的物质的量,纵坐标为产生沉淀的物质的量。下列选项编号对应的曲线编号错误的是( )
A.曲线A:向NaAlO2,溶液中逐渐滴入盐酸至过量
B.曲线B:向澄清石灰水中通入CO2至过量
C.曲线C:向含有盐酸的AlCl3溶液中滴入NaOH溶液至过量
D.曲线D:向含有等物质的量的Ba(OH)2、KOH的混合溶液中通入CO2至过量
解析:A项,AlO_2^"-" 完全沉淀和Al(OH)3完全溶解所消耗的H+的物质的量之比为1∶3,正确;B项,Ca2+完全沉淀和CaCO3完全溶解所消耗的CO2的物质的量之比为1∶1,正确;C项,开始阶段滴入的NaOH溶液中和H+,后来使Al3+全部沉淀和使Al(OH)3完全溶解所消耗的OH-的物质的量之比为3∶1,正确;D项,设Ba(OH)2、KOH各为1 mol,通入CO2,先与Ba(OH)2反应:Ba(OH)2+CO2BaCO3↓+H2O,消耗1 mol CO2,再与KOH反应:2KOH+CO2K2CO3+H2O