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）焙燒除鐵反應(yīng)：4(NH4)2SO4+Fe2O32NH4Fe(SO4)2+3H2O+6NH3（少部分Al2 O3發(fā)生類似反應(yīng)）。氧化物轉(zhuǎn)化為硫酸鹽的百分率與溫度的關(guān)系如下圖，最適宜焙燒溫度為______________。指出氣體I的用途 ____________（任寫一種）。

（2）操作①包括：加水溶解、 過濾_______、_________。若所得溶液中加入過量NaOH溶液，含鋁微粒發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________________

（3）用焦炭還原SiO2發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________

Answer 1

【答案】300℃制氮肥或用硫酸吸收氣體（氨氣）循環(huán)到焙燒過程中洗滌干燥Al3++4OH-=AlO2-+2H2O2C+SiO22CO↑+Si

【解析】

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，據(jù)此分析解答。

（1）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℃；制氮肥或用硫酸吸收氣體（氨氣）循環(huán)到焙燒過程中；
（2）由流程分析可知，操作①應(yīng)包括：加水溶解、過濾、洗滌、干燥；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：洗滌；干燥；Al3++4OH-=AlO2-+2H2O；
（3）在高溫條件下，焦炭與SiO2反應(yīng)生成Si和CO，其反應(yīng)的方程式為：2C+SiO22CO↑+Si，

故答案為：2C+SiO22CO↑+Si。