Question

粉煤灰是燃煤電廠排出的工業(yè)廢渣，其中含莫來石（Al₆Si₂O₁₃）的質(zhì)量分數(shù)為42.6%，還有含量較多的SiO₂（其他成分不含Al和Si）．用粉煤灰和純堿在高溫下燒結(jié)，可制取NaAlSiO₄（霞石）、Na₂SiO₃和NaAlO₂，有關(guān)化學(xué)方程式為：
Al₆Si₂O₁₃+3Na₂CO₃═2NaAlSiO₄+4NaAlO₂+3CO₂↑   ①
Al₆Si₂O₁₃+5Na₂CO₃═2Na₂SiO₃+6NaAlO₂+5CO₂↑    ②
SiO₂+Na₂CO₃═Na₂SiO₃+CO₂↑                   ③
（1）粉煤灰中鋁的質(zhì)量分數(shù)為

 

%，根據(jù)SiO₂與純堿反應(yīng)的化學(xué)方程式，書寫氧化鋁與純堿反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
（2）用1mol Al₆Si₂O₁₃和4mol SiO₂制得5mol NaAlO₂、1mol NaAlSiO₄，還應(yīng)制得Na₂SiO₃

 

mol，共消耗Na₂CO₃

 

mol（得到的固體中無SiO₂）．
（3）若粉煤灰中Al₆Si₂O₁₃與SiO₂的物質(zhì)的量之比為1：2，則1kg粉煤灰與6mol Na₂CO₃反應(yīng)（反應(yīng)物全部都參與反應(yīng)），可制得NaAlO2

mol．

Answer 1

考點：化學(xué)方程式的有關(guān)計算,含硅礦物及材料的應(yīng)用

專題：計算題

分析：（1）根據(jù)石（Al₆Si₂O₁₃）中鋁的質(zhì)量分數(shù)的計算方法來回答，參加反應(yīng)的物質(zhì)來書寫化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)題意已知的反應(yīng)物和生成物的量的情況確定制得Na₂SiO₃以及碳酸鈉的量的多少；
（3）根據(jù)化學(xué)方程式進行相應(yīng)的計算即可．

解答： 解：（1）粉煤灰中鋁的質(zhì)量分數(shù)為42.6%×

27×6

27×6+28×2+16×13

×100%=16.2%，氧化鋁與純堿反應(yīng)的化學(xué)方程式Al₂O₃+Na₂CO₃

高溫  .

2NaAlO₂+CO₂↑，
故答案為：16.2；Al₂O₃+Na₂CO₃

高溫  .

2NaAlO₂+CO₂↑；
（2）用1mol Al₆Si₂O₁₃和 4mol SiO₂制得5mol NaAlO₂、1mol NaAlSiO₄，可以得出反應(yīng)的方程式為：4SiO₂+Al₆Si₂O₁₃+8Na₂CO₃=5Na₂SiO₃+5NaAlO₂+8CO₂↑+NaAlSiO₄，故答案為：5；8；
（3）1kg粉煤灰含莫來石（Al₆Si₂O₁₃）的質(zhì)量426g，其物質(zhì)的量1mol，根據(jù)粉煤灰中Al₆Si₂O₁₃與 SiO₂的物質(zhì)的量之比為1：2，則SiO₂物質(zhì)的量為2mol，
由方程：Al₆Si₂O₁₃+3Na₂CO₃═2NaAlSiO₄+4NaAlO₂+3CO₂↑   ①
       Al₆Si₂O₁₃+5Na₂CO₃═2Na₂SiO₃+6NaAlO₂+5CO₂↑    ②
①+②得：Al₆Si₂O₁₃+4Na₂CO₃═NaAlSiO₄+5NaAlO₂+4CO₂↑+Na₂SiO₃ ④
1mol莫來石（Al₆Si₂O₁₃）和4mol Na₂CO₃完全反應(yīng)生成5moNaAlO₂，2mol的SiO₂和未反應(yīng)的2mol的Na₂CO₃完全反應(yīng)，使反應(yīng)物全部都參與反應(yīng)，所以可制得NaAlO₂5mol，故答案為：5．

點評：本題是一道關(guān)于金屬以及化合物知識的相關(guān)計算題，考查學(xué)生分析和解決問題的能力，難度較大．