用霞石岩（主要成分Na2O、K2O、Al2O3、SiO2）制碳酸钠、碳酸钾和氧化铝的工艺流程如下：已知：NaHCO3溶液的pH约为8～9，Na2CO3溶液的pH约为11～12．溶解过滤工序产生的滤液中含钠、钾和铝的可

Question

用霞石岩（主要成分Na₂O、K₂O、Al₂O₃、SiO₂）制碳酸钠、碳酸钾和氧化铝的工艺流程如下：

已知：NaHCO₃溶液的pH约为8～9，Na₂CO₃溶液的pH约为11～12．
溶解过滤工序产生的滤液中含钠、钾和铝的可溶性盐类，钙和硅等其他杂质在滤渣霞石泥中．部分物质的溶解度见图，根据题意回答下列问题：

（1）固体M的化学式是___，X物质是___．
（2）实验室进行煅烧操作时盛放固体物质的实验仪器是___，滤液W中主要含有的离子有___．
（3）碳酸化Ⅰ中发生主要反应的离子方程式是___．
（4）操作Ⅰ是___（填写名称），操作Ⅱ是___（选填编号）．
a．趁热过滤b．冷却过滤    c．蒸馏d．灼烧
（5）碳酸化Ⅱ调整pH=8的目的是___，产品K₂CO₃中最可能含有的杂质是___（写化学式）．

Answer 1

（1）在高温下矿石、石灰石、煤混合反应生成的X可以进行碳酸的酸化，实验X一定是CO₂气体．溶解过滤工序产生的滤液中含钠、钾和铝的可溶性盐类，钙和硅等其他杂质在滤渣霞石泥中，所以通入CO₂后一定生成氢氧化铝沉淀，灼烧则得到氧化铝，即M是氧化铝，故答案为：Al₂O₃；CO₂；
（2）固体灼烧应该在坩埚中进行，滤液W可以循环使用，原来制备碳酸钠和碳酸钾，所以其中主要含有的离子有Na⁺、K⁺、HCO₃^-；
故答案为：坩埚；Na⁺、K⁺、HCO₃^-；
（3）碳酸化Ⅰ的目的是制备氢氧化铝，又因为溶液的pH=11，所以生成的是碳酸盐，而不是碳酸氢盐，即该反应的离子方程式应该是2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-；
故答案为：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-；
（4）操作Ⅰ的目的是制备碳酸盐，所以应该是蒸发浓缩，然后趁热过滤即可，
故答案为：蒸发；a．
（5）碳酸氢钾灼烧生成碳酸钾，所以碳酸化Ⅱ调整pH=8的目的是碳酸根转化为碳酸氢根离子，利于KHCO₃结晶析出．由于溶液中还含有碳酸氢钠，所以产品K₂CO₃中最可能含有的杂质是碳酸钠；
故答案为：碳酸根转化为碳酸氢根离子，利于KHCO₃结晶析出；Na₂CO₃．