题目
拜耳法生产氧化铝过程中,采用()溶液溶出铝土矿。A. 苛性碱B. 碳酸碱C. 纯碱D. 小苏打
拜耳法生产氧化铝过程中,采用()溶液溶出铝土矿。
A. 苛性碱
B. 碳酸碱
C. 纯碱
D. 小苏打
题目解答
答案
A. 苛性碱
解析
考查要点:本题主要考查对拜耳法生产氧化铝工艺中溶出过程所用试剂的掌握,需明确不同碱性溶液的性质及其在工业流程中的应用。
解题核心思路:
- 拜耳法的关键步骤是利用强碱性溶液溶出铝土矿中的氧化铝,生成可溶的铝酸盐。
- 苛性碱(NaOH)因具有强碱性和高溶解度,特别适合在高温高压条件下使用,是拜耳法的核心试剂。
- 其他选项中的碱(如碳酸钠、小苏打)碱性较弱或溶解度不足,无法满足溶出反应的需求。
选项分析
- A、苛性碱(NaOH):
氢氧化钠是强碱,能与铝土矿中的氧化铝反应生成铝酸钠(NaAl(OH)₄),是拜耳法的核心试剂。 - B、碳酸碱(Na₂CO₃溶液):
碳酸钠溶液呈弱碱性,但碱性不足,无法有效溶出氧化铝。 - C、纯碱(Na₂CO₃):
与B选项同理,属于碳酸盐类,不适用于溶出反应。 - D、小苏打(NaHCO₃):
碱性更弱,且溶解度低,无法满足工艺要求。
反应原理
拜耳法中,铝土矿(含Al₂O₃·nH₂O)与苛性碱溶液在高温高压下反应:
$\text{Al}_2\text{O}_3 + 2\text{NaOH} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{NaAl(OH)}_4$
强碱性环境是反应进行的关键,因此必须选择苛性碱。