Fenspat là khoáng vật của nhôm có thành phần theo khối lượng như sau: O = 48,855%, Al = 10,305%; còn lại là natri và silic.
a/ Hãy xác định công thức phân tử của Fenspat (biểu diễn dưới dạng oxit aNa2O.bAl2O3.cSiO2; a, b, c nguyên dương).
b/ Để hòa tan hoàn toàn x mol hợp chất trên cần tối thiểu 8,4 gam dung dịch KOH 80% đậm đặc, nóng. Tính x. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.
c/ Hãy tìm cách tách riêng Al2O3 ra khỏi khoáng vật trên để sử dụng trong quá trình sản xuất nhôm.
Viết các phương trình phản ứng xảy ra.
d/ Tính khối lượng nhôm thu được từ 1 tấn Fenspat. Biết hiệu suất cả quá trình đạt 90% và lượng nhôm bị hao hụt mất 5%.
Câu trả lời tốt nhất
%Na = x và %Si = y —> x + y + 48,855 + 10,305 = 100
Bảo toàn electron:
x/23 + 4y/28 + 10,305.3/27 = 2.48,855/16
—> x = 8,779; y = 32,061
Na : Al : Si : O = %Na/23 : %Al/27 : %Si/28 : %O/16
= 0,382 : 0,382 : 1,145 : 3,053
= 1 : 1 : 3 : 8 = 2 : 2 : 6 : 16
—> Fenspat là Na2Al2Si6O16 hay Na2O.Al2O3.6SiO2
Na2O.Al2O3.6SiO2 + 12OH- —> 2Na+ + 2AlO2- + 6SiO32- + 6H2O
nOH- = nKOH = 8,4.80%/56 = 0,12
—> nNa2O.Al2O3.6SiO2 = 0,01
Tách Al2O3: Hòa tan khoáng vật trên vào dung dịch NaOH đặc nóng, sục CO2 để tạo kết tủa Al(OH)3. Lọc kết tủa và nung tạo Al2O3.
Na2O.Al2O3.6SiO2 —> 2Al
524……………………………54
1000kg…………………………m
—> mAl = 1000.54.90%.95%/524 = 88,11 kg