Question

【題目】某地煤矸石經(jīng)預(yù)處理后含SiO2(63%)、Al2O3(25%)、Fe2O3(5%)及少量鈣鎂的化合物等，一種綜合利用工藝設(shè)計如下：

(1)“酸浸”過程中主要反應(yīng)的離子方程式為：___________、___________。

(2)“酸浸”時，提高浸出速率的具體措施有___________、___________。(寫出兩個)

(3)“堿溶”的目的是___________。物質(zhì)X的化學式為___________。

(4)從流程中分離出來的Fe(OH)3沉淀可在堿性條件下用KClO溶液處理，制備新型水處理劑高鐵酸鉀(K2FeO4)，該反應(yīng)的離子方程式為：___________。

Answer 1

【答案】

(1)Al2O3＋6H+＝2Al3+＋3H2O；Fe2O3＋6H+＝2Fe3+＋3H2O

(2)增大鹽酸的濃度、升高反應(yīng)溫度、煤矸石研磨成粉末、攪拌等

(3)將Al(OH)3轉(zhuǎn)化為AlO2-，以便和Fe(OH)3分離； CO2

(4)2Fe(OH)3＋3ClO-＋4OH-＝2FeO42-＋3Cl-＋5H2O；

【解析】

試題分析：含SiO2(63%)、Al2O3(25%)、Fe2O3(5%)及少量鈣鎂的化合物用鹽酸酸浸發(fā)生的反應(yīng)為：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O；Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O；則過濾的溶液為氯化鐵和氯化鋁的溶液，加碳酸鈣消耗溶液中的氫離子使三價鐵離子、三價鋁離子都水解生成氫氧化鐵、氫氧化鋁的沉淀，所以再加入氫氧化鈉，只要氫氧化鋁溶解反應(yīng)為：Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O，所得溶液為偏鋁酸鈉溶液再通入二氧化碳進一步反應(yīng)又生成氫氧化鋁。

(1)氧化鋁和氧化鐵都能和鹽酸反應(yīng)生成鹽和水，反應(yīng)方程式分別是：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O，故答案為：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O；Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O；

(2)酸的濃度、溫度、反應(yīng)物接觸面積、是否充分攪拌、反應(yīng)時間等都影響反應(yīng)速率，故答案為：增大鹽酸的濃度、升高反應(yīng)溫度、煤矸石研磨成粉末、攪拌等；

(3)氯化鋁和氯化鐵水解都生成鹽酸，碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣和二氧化碳，所以物質(zhì)X是二氧化碳，氫氧化鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成可溶性偏鋁酸鈉，離子反應(yīng)方程式為：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O，故答案為：將Al(OH)3 轉(zhuǎn)化為AlO2-，以便和Fe(OH)3分離；CO2；

(4)用FeCl3與KClO在強堿性條件下反應(yīng)生成K2FeO4，氯化鉀和水，反應(yīng)的離子方程式為2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O，故答案為：2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O。