（2014秋?武昌区校级期末）石墨在材料领域有重要应用．某初级石墨中含SiO2（7.8%）、Al2O3（5.1%）、Fe2O3（3.1%）和MgO（0.5%）等杂质．设计的提纯与综合利用工艺如图：（注：SiCl4的沸点为57.6℃，金属氯化物的沸点均高于150℃）（1）向反应器中通入Cl2前，需通一段时间N2，主要目的是．（2）高温反应后，石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物．气体Ⅰ中的碳氧化物主要为．由气体Ⅱ中某物得到水玻璃的化学反应方程式为．（3）步骤①为：搅拌、．所得溶液Ⅳ中的阴离子有．（4）由溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ的总反应的离子方程式为AlO2-+CH3COOCH2CH3+2H2O △ CH3COO-+CH3CH2OH+Al（OH）3↓ ，100kg初级石墨最多可能获得Ⅴ的质量为 kg．试题及答案-填空题-云返教育

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（2014秋?武昌区校级期末）石墨在材料领域有重要应用．某初级石墨中含SiO₂（7.8%）、Al₂O₃（5.1%）、Fe₂O₃（3.1%）和MgO（0.5%）等杂质．设计的提纯与综合利用工艺如图：（注：SiCl₄的沸点为57.6℃，金属氯化物的沸点均高于150℃）

（1）向反应器中通入Cl₂前，需通一段时间N₂，主要目的是          ．
（2）高温反应后，石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物．气体Ⅰ中的碳氧化物主要为          ．由气体Ⅱ中某物得到水玻璃的化学反应方程式为          ．
（3）步骤①为：搅拌、          ．所得溶液Ⅳ中的阴离子有          ．
（4）由溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ的总反应的离子方程式为AlO₂^-+CH₃COOCH₂CH₃+2H₂O

△

CH₃COO^-+CH₃CH₂OH+Al（OH）₃↓ ，100kg初级石墨最多可能获得Ⅴ的质量为 kg．

试题解答

排除装置中的空气:CO:SiCl₄+6NaOH=Na₂SiO₃+4NaCl+3H₂O:过滤:AlO₂^-、OH^-、Cl^-:AlO₂^-+CH₃COOCH₂CH₃+2H₂O

△

CH₃COO^-+CH₃CH₂OH+Al（OH）₃↓:7.8

【解答】解：（1）石墨化学性质在常温下稳定，而在高温下可与氧气发生反应，所以通入氮气排尽装置中的空气，防止石墨发生氧化反应，减少石墨损失，
故答案为：排除装置中的空气；
（2）石墨过量高温反应后，石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物，根据杂质的含量可知，气体I中氯化物主要为SiCl₄、AlCl₃、FeCl₃等，气体I中碳氧化物主要为CO，SiCl₄的沸点为57.6℃，金属氯化物的沸点均高于150℃，80℃冷却得到的气体Ⅱ含有SiCl₄及CO，SiCl₄与氢氧化钠溶液反应得到硅酸钠与氯化钠，化学反应方程式为：SiCl₄+6NaOH=Na₂SiO₃+4NaCl+3H₂O，
故答案为：CO；SiCl₄+6NaOH=Na₂SiO₃+4NaCl+3H₂O；
（3）金属氯化物的沸点均高于150℃，则固体Ⅲ中存在AlCl₃、FeCl₃、MgCl₂，其中FeCl₃、MgCl₂与过量的氢氧化钠溶液反应得到沉淀，而氯化铝与过量的氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，搅拌、过滤得到溶液IV，故溶液IV中的阴离子有：AlO₂^-、OH^-、Cl^-，
故答案为：过滤；AlO₂^-、OH^-、Cl^-；
（4）偏铝酸钠发生水解，加入乙酸乙酯除去过量的氢氧化钠，且加热条件下水解平衡一直正向移动，得到氢氧化铝沉淀、醋酸钠、乙醇，由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为AlO₂^-+CH₃COOCH₂CH₃+2H₂O

△

CH₃COO^-+CH₃CH₂OH+Al（OH）₃↓，
Al₂O₃的质量分数为5.1%，则100kg初级石墨中氧化铝的质量=100kg×5.1%=5.1kg，根据Al元素守恒，可知氢氧化铝的质量为

5.1kg×

102

=7.8kg，
故答案为：AlO₂^-+CH₃COOCH₂CH₃+2H₂O

△

CH₃COO^-+CH₃CH₂OH+Al（OH）₃↓；7.8．

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