【題目】以粉煤灰(主要成分為Al2O3、SiO2,還含少量Fe2O3)為原料制取氧化鋁的部分工藝流程如下:

(1)“酸浸”過程發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式是_______________________________________________。

“酸浸”在恒容密閉反應(yīng)釜中進(jìn)行,溫度不宜過高的原因是________________________________________________________________________。

(2)“除鐵”生成Fe(OH)3的離子方程式為_________________,檢驗(yàn)溶液中鐵元素已經(jīng)除盡的方法是________________________________________________________________________。

(3)“結(jié)晶”是向濃溶液中通入HCl氣體,從而獲得AlCl3·6H2O晶體的過程,溶液中Al3和鹽酸的濃度隨通氣時(shí)間的變化如下圖所示。Al3濃度減小的原因是_________________________。

(4)上述流程中,可以循環(huán)利用的物質(zhì)是____。

【答案】Al2O36H===2Al33H2O 溫度太高,鹽酸大量揮發(fā)會(huì)引起容器內(nèi)壓強(qiáng)過大,導(dǎo)致反應(yīng)釜損壞 Fe33===Fe(OH)3↓+3CO2 靜置,取少量上層清液于試管中,滴入KSCN溶液,溶液不變紅色 鹽酸濃度增大,溶液中Cl濃度增大,促進(jìn)Al3形成AlCl3·6H2O晶體析出 HCl(或鹽酸)

【解析】

制備Al2O3的流程:粉煤灰的主要成分為Al2O3SiO2(含少量雜質(zhì)Fe2O3),加濃鹽酸,Al2O3、Fe2O3轉(zhuǎn)化為離子,SiO2不溶于鹽酸,過濾,濾渣為SiO2,濾液中含有Al3+、Fe3+,加入適量碳酸氫銨,Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀從而達(dá)到除鐵的目的,濾液中氯化鋁在氯化氫的氛圍中加熱結(jié)晶得AlCl3·6H2O晶體,AlCl3·6H2O晶體煅燒得到Al2O3以及副產(chǎn)品氯化氫,據(jù)此分析解答。

制備Al2O3的流程:粉煤灰的主要成分為Al2O3SiO2(含少量雜質(zhì)Fe2O3),加濃鹽酸,Al2O3Fe2O3轉(zhuǎn)化為離子,SiO2不溶于鹽酸,過濾,濾渣為SiO2,濾液中含有Al3+、Fe3+,加入適量碳酸氫銨,Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀從而達(dá)到除鐵的目的,濾液中氯化鋁在氯化氫的氛圍中加熱結(jié)晶得AlCl3·6H2O晶體,AlCl3·6H2O晶體煅燒得到Al2O3以及副產(chǎn)品氯化氫。

(1)“酸浸過程發(fā)生的主要反應(yīng)為氧化鋁與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和水,反應(yīng)的離子方程式是Al2O36H=2Al33H2O

酸浸在恒容密閉反應(yīng)釜中進(jìn)行,溫度太高,鹽酸大量揮發(fā)會(huì)引起容器內(nèi)壓強(qiáng)過大,導(dǎo)致反應(yīng)釜損壞,故溫度不宜過高;

(2)“除鐵生成Fe(OH)3是氯化鐵與碳酸氫銨發(fā)生雙水解反應(yīng)生成氫氧化鐵、氯化銨和二氧化碳,反應(yīng)的離子方程式為Fe33HCO=Fe(OH)33CO2,檢驗(yàn)溶液中鐵元素已經(jīng)除盡的方法是靜置,取少量上層清液于試管中,滴入KSCN溶液,溶液不變紅色;

(3) 鹽酸濃度增大,溶液中Cl濃度增大,促進(jìn)Al3形成AlCl3·6H2O晶體析出,Al3濃度減小;

(4)上述流程中,結(jié)晶時(shí)必須用到氯化氫,而副產(chǎn)品為氯化氫,故可以循環(huán)利用的物質(zhì)是HCl(或鹽酸)。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】鈷的化合物用途廣泛。一種利用水鈷礦(主要成分為Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3MnO、MgO、CaO)制取CoCl2·6H2O粗品的工藝流程如下:

已知:①浸出液含有的陽離子主要有HCo2、Fe2、Mn2、Ca2Mg2、Al3等;

②部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)的pH如下表:

沉淀物

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Co(OH)2

Al(OH)3

Mn(OH)2

完全沉淀的pH

3.7

9.6

9.2

5.2

9.8

CoCl2·6H2O熔點(diǎn)為86℃,加熱至110℃~120℃時(shí),失去結(jié)晶水生成無水氯化鈷。

請(qǐng)回答下列問題:

(1)寫出浸出時(shí)Co2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:_____________________________。

(2)加入NaClO3的作用是______________________________。

(3)萃取劑對(duì)金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如下圖所示。向濾液II”中加入萃取劑的主要目的是___________________,使用萃取劑時(shí)最適宜的pH_____(填字母序號(hào))。

A2.02.5 B3.03.5 C5.05.5 D.9.59.8

(4)“除鈣、鎂是將溶液中Ca2+Mg2+轉(zhuǎn)化為MgF2、CaF2沉淀。已知某溫度下,Ksp(MgF2)=7.35×1011 Ksp(CaF2)=1.05×1010 。 當(dāng)加入過量NaF后,所得濾液c (Mg2)/c (Ca2)=________。

(5)制得的CoCl2·6H2O粗品經(jīng)進(jìn)一步提純得到CoCl2·6H2O晶體,在烘干晶體時(shí)需采用減壓烘干,其原因是___________________________________________。

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B. 紅棕色的NO2,加壓后顏色先變深后變淺

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1)從氯化鉀溶液中得到氯化鉀固體,選擇裝置________(填代表裝置的字母,下同)

2)從油水混合物中分離出植物油,選擇裝置________,該分離方法的名稱為________

3)裝置A中①的名稱是________,水的方向是從________口進(jìn)水_______口出水。

4)裝置B在分液時(shí)打開活塞后,下層液體從________,上層液體從________。

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C. 常溫常壓下,32 g O2O3的混合氣體所含原子數(shù)為2NA

D. 25 ℃,1.01×105 Pa,64 g SO2中含有的原子數(shù)為3NA

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A. 最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性比X比Z強(qiáng)

B. W與X簡單離子半徑后者更大

C. W、Y兩種元素最高化合價(jià)相同

D. X、Z兩種金屬在兩千多年前就被我們祖先廣泛使用

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