Question

用霞石巖（主要成份Na₂O、K₂O、Al₂O₃、SiO₂）制碳酸鈉、碳酸鉀和氧化鋁的工藝流程如下：

已知：NaHCO₃溶液的pH約為8~9，Na₂CO₃溶液的pH約為11~12。

溶解過濾工序產生的濾液中含鈉、鉀和鋁的可溶性鹽類，鈣和硅等其他雜質在濾渣霞石泥中。部分物質的溶解度見圖，根據題意回答下列問題：

固體M的化學式是__________， X物質是___________。

實驗室進行煅燒操作時盛放固體物質的實驗儀器是 __________，濾液W中主要含有的離子有__________________。

碳酸化Ⅰ中發生主要反應的離子方程式是_______________________________________。

操作Ⅰ是_________（填寫名稱），操作Ⅱ是 _______(選填編號)。

a．趁熱過濾 b．冷卻過濾    c．蒸餾 d．灼燒

碳酸化Ⅱ調整pH=8的目的是____________________，產品K₂CO₃中最可能含有的雜質是________(寫化學式)。

實驗室用下面流程測定產品碳酸鉀的純度，為提高實驗精度，T試劑最好是____________；操作Ⅲ的名稱是_______________。

 

Answer 1

【答案】

Al₂O₃   CO₂ （2分）  坩堝    Na⁺、K⁺、HCO₃^? （2分）

2AlO₂^? + CO₂ + 3H₂O →2Al(OH)₃↓+ CO₃^2?（產物寫成HCO₃^—不給分）（2分）

蒸發   a  （2分）碳酸根轉化為碳酸氫根離子，利于KHCO₃結晶析出     Na₂CO₃（2分）

足量BaCl₂溶液(寫CaCl₂給分，不扣分)    恒重操作(重復干燥稱量操作)（2分）

【解析】

試題分析：（1）在高溫下礦石、石灰石、煤混合反應生成的X可以進行碳酸的酸化，實驗X一定是CO₂氣體。溶解過濾工序產生的濾液中含鈉、鉀和鋁的可溶性鹽類，鈣和硅等其他雜質在濾渣霞石泥中，所以通入CO₂后一定生成氫氧化鋁沉淀，灼燒則得到氧化鋁，即M是氧化鋁。

（2）固體灼燒應該在坩堝中進行。濾液W可以循環使用，原來制備碳酸鈉和碳酸鉀，所以其中主要含有的離子有Na⁺、K⁺、HCO₃^?。

（3）碳酸化Ⅰ的目的是制備氫氧化鋁，又因為溶液的pH＝11，所以生成的是碳酸鹽，而不是碳酸氫鹽，即該反應的離子方程式應該是2AlO₂^? + CO₂ + 3H₂O →2Al(OH)₃↓+ CO₃^2?。

（4）操作Ⅰ的目的是制備碳酸鹽，所以應該是蒸發濃縮，然后趁熱過濾即可，答案選a。

（5）碳酸氫鉀灼燒生成碳酸鉀，所以碳酸化Ⅱ調整pH=8的目的是碳酸根轉化為碳酸氫根離子，利于KHCO₃結晶析出。由于溶液中還含有碳酸氫鈉，所以產品K₂CO₃中最可能含有的雜質是碳酸鈉。

（6）要測定測定產品碳酸鉀的純度，則應該把碳酸鉀轉化為碳酸鹽沉淀，由于碳酸鋇比碳酸鈣難溶，所以T試劑最好是足量BaCl₂溶液。為了防止誤差，應該重復干燥稱量操作，所以操作Ⅲ的名稱是恒重操作。

考點：考查物質化學式的判斷、儀器的選擇、反應條件的控制、基本實驗操作以及方程式的書寫

點評：該題是高考中的常見題型，難度大，綜合性強，對學生的要求高。試題在注重對基礎知識鞏固和訓練的同時，側重對學生能力的培養和解題方法的指導與訓練，有利于培養學生規范嚴謹的實驗設計能力以及評價能力。該類試題綜合性強，理論和實踐的聯系緊密，有的還提供一些新的信息，這就要求學生必須認真、細致的審題，聯系所學過的知識和技能，進行知識的類比、遷移、重組，全面細致的思考才能得出正確的結論。