**铝(AlPO4)是一种用途广泛的材料,在建筑、耐火材料、化工等方*有广泛的应用前景。以*硅渣(主要成分为...
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**铝(AlPO4)是一种用途广泛的材料,在建筑、耐火材料、化工等方*有广泛的应用前景。以*硅渣(主要成分为Ca3(PO4)2、Al2O3、SiO2和V2O5等)为原料制备**铝的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)*浸液中含*元素的主要粒子是_____(填化学式,下同),浸渣中的主要化学成分是_____。
(2)生石灰除了调节pH外,另一作用是_____。
(3)滤液中钒元素以V3O93-形式存在,V3O93-易水解为[VO3(OH)]2-,该水解反应的离子方程式为_____。
(4)碱浸时,粗**铝转化为可溶*溶质,则可溶*溶质分别是_____ (填化学式)。
(5)实验测得pH、反应温度与时间对碱浸时固相中P、Al含量的影响如图所示:
则最优反应条件是_____。
(6)固相反应制备**铝的方法之一是在900℃的焙烧炉内加热**二*铵与氧化铝混合物,写出该反应的化学方程式:_____。
【回答】
(1). H3PO4 (2). SiO2、CaSO4 (3). 除去过量的SO42- (4). V3O93-+3H2O⇌3[VO3(OH)]2-+3H+ (5). Na[Al(OH)4]、Na3PO4 (6). pH=12、温度为80℃、时间为1h (7). Al2O3+2NH4H2PO42AlPO4+2NH3↑+3H2O
【解析】
*硅渣的主要成分为Ca3(PO4)2、Al2O3、SiO2和V2O5等,加浓硫*分离出滤渣为SiO2、CaSO4,*浸液中加CaO可调节pH且除去过量硫*根离子,滤渣1为CaSO4,滤液中钒元素以V3O93-形式存在,加NaOH分离出Na2[VO3(OH)],再加NaOH时粗**铝溶解生成可溶*溶质为NaAlO2、Na3PO4,由图可知,pH=12、温度为80℃、时间为1h时碱浸时固相中P、Al含量w%小,为最优反应条件,然后过滤分离出AlPO4;
(1)SiO2为**氧化物,不与硫*反应;CaSO4微溶于水,据此回答;
(2)加浓硫*引人过量的硫*根离子,CaSO4微溶于水,据此回答;
(3)滤液中钒元素以V3O93-形式存在,V3O93-易水解为[VO3(OH)]2−;
(4)加NaOH时粗**铝溶解生成可溶*溶质为NaAlO2、Na3PO4;
(5)在pH、反应温度与时间对碱浸时固相中P、Al含量的影响如图中,寻找碱浸时固相中P、Al 含量w%小时就为最优反应条件;
(6)加热**二*铵与氧化铝混合物生成AlPO4、NH3和H2O。
【详解】(1)*浸中*元素主要转化为H3PO4,该反应的化学方程式为Ca3(PO4)2+3H2SO4=3CaSO4+2H3PO4,*硅渣的主要成分为Ca3(PO4)2、Al2O3、SiO2和V2O5等,加浓硫*分离出滤渣为SiO2、CaSO4;
(2)生石灰除了调节pH 外,另一作用是除去过量的硫*根离子;
(3)滤液中钒元素以V3O93-形式存在,V3O93-易水解为[VO3(OH)]2−,该水解反应的离子方程式为V3O93-+3H2O⇌3[VO3(OH)]2-+3H+;
(4)碱浸时,粗**铝转化为可溶*溶质,则可溶*溶质分别是Na[Al(OH)4]、Na3PO4;
(5)由图可知,pH=12、温度为80℃、时间为1h时碱浸时固相中P、Al 含量w%小,为最优反应条件;
(6)加热**二*铵与氧化铝混合物生成AlPO4、NH3和H2O,化学方程式为:Al2O3+2NH4H2PO42AlPO4+2NH3↑+3H2O.
知识点:金属元素的单质及其化合物
题型:综合题
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