5湖北省2023年十堰市实验中学新生入学测试适应性模拟试题（二）化学

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22.(15分)高铝粉煤灰提取铝既能缓解我国缺铝矿的现状，又能减少煤燃烧产生的污染。高铝粉煤灰含55.22%Al203、32.58%SiO2、5.08%Ca0、2.09%Fe203和5.03%其他杂质。活化焙烧法从高铝粉煤灰中提取铝的工艺流程如图所示。回答下列问题：NaFCaF2滤液过滤高铝粉煤灰→活化焙烧—→酸漫过滤→恋液一系列操作，结晶铝茜残渣循环利用烧高纯铝←电解离纯氧化铝粗氧化铝(1)碱石灰烧结法是利用高铝粉煤灰与纯碱、焦炭1220℃烧结，A1203转化为易溶的偏铝酸钠，从而将铝元素分离出来，烧结过程无污染，氧化铝发生反应的化学方程式是(2)活化焙烧过程中，不同活化剂对铝、钙浸出率的影响不同（如下表），应选择作为活化剂。活化剂Nas PONa2 HPONaFNaz SOCHa COONaA1浸出率83.82%83.62%85.64%77.55%90.96%Ca浸出率97.10%97.75%98.26%96.79%90.96%(3)酸浸使用的酸是,酸的浓度与氧化铝浸出率的关系如图甲，酸浓度为36%时达到最大浸出率，但实际工业使用32%的酸浓度，原因是酸浸温度与氧化铝浸出率的关系如图乙，选择的最佳温度是78180日75706069664020242832363080100120140160180200酸浓度%酸浸温度/℃甲乙(4)流程图中的一系列操作应包括、过滤、洗涤、干燥，粗氧化铝中的主要杂质是(5)电解过程中阴极的电极反应式为,现有102t高铝粉煤灰，如果总转化率为75%,可以得到t铝（计算结果保留四位有效数字）。【答案】(1)Al,0,+NaC0,120-2NaA1O2+CO2个(2分)(2)CH3 COONa(1分)(3)盐酸(1分)此时氧化铝的溶出率已经达到75%以上，盐酸浓度越高，对设备的要求越高，成本越高(2分)170℃（合理即可，2分）(4)蒸发浓缩、冷却结晶(2分)Fe2O3(1分)(5)A13++3e—A1(2分)22.36(2分)【解析】(1)根据题意，氧化铝与Na2CO3及焦炭反应生成NaA1O2,反应的化学方程式为Al2O3十Na2CO120℃2NaA102+C02↑.(2)根据表格，当CH3 COONa作为活化剂时，Al的浸出率最高，因此选用CH3 COONa作为活化剂。(3)结晶铝盐煅烧过程中产生的物质在酸浸这一步循环利用，可推出，该酸为盐酸，结晶铝盐为A1C1·xH2O,在煅烧过程中铝盐水解生成HCl挥发，同时生成A12O3;选用32%的酸浓度是因为氧化铝的浸出率已经达到75%以上，盐酸浓度越高，对设备的要求越高，成本越高；根据图像，170℃之后，氧化铝的浸出率变化不大，因此选择的最佳温度为170℃。(4)流程图中的一系列操作的目的是将带结晶水的铝盐从溶液中分离出来，因此操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、千燥；酸浸之后，Fe3+进入滤液中，未被除去，因此粗氧化铝中的主要杂质是F2O3。·51·