Question

【題目】煤矸石(主要成份是SiO2和Al2O3還含有少量的Fe2O3、K2O、TiO2)活化后，可以制備六水三氯化鋁(AlCl3·6H2O)，工藝流程如下圖所示。

回答下列問題：

(1)焙燒至700℃左右可使煤矸石活化，活化過程中會發(fā)生一系列反應，寫出SiO2與K2O反應的化學方程式______________，焙燒后的矸石顆粒有微孔，不需研磨成粉即可進行酸溶，原因是_____________。

(2)本工藝的突出特點是通過向飽和溶液中通HCl來得到產品和對一次殘渣進行二次酸浸，HCl的作用是_________________和抑制Al3+水解，二次酸浸的目的是___________________。

(3)四輪循環(huán)后所得結晶濾液中，含有較多雜質離子，必須在常溫下進行如下圖所示的處理

已知：Ksp(Fe(OH)3]=1.0×10-38，Ksp(Al(OH)3]=1.0×10-33，當離子濃度等于1.0×10-5mol·L-1時，可認為其已沉淀完全。

濾渣1中所含金屬元素為___________，獲得濾渣2時，應調節(jié)溶液的pH至少為_________，在該流程中，濾渣3可循環(huán)使用，則生成濾渣2的離子方程式為_________________。

Answer 1

【答案】SiO2+K2OK2SiO3 矸石顆粒有微孔，與酸溶液接觸面積較大 降低產品的溶解度 提高原料的利用率 Ti(或鈦) 3 Fe3++ Al(OH)3 =Fe(OH)3+Al3+

【解析】

(1)SiO2是酸性氧化物與堿性氧化物反應生成含氧酸鹽，SiO2與K2O反應的化學方程式：SiO2+K2OK2SiO3 ；焙燒后的矸石顆粒有微孔，不需研磨成粉即可進行酸溶，矸石顆粒有微孔，與酸溶液接觸面積較大；(2)本工藝的突出特點是通過向飽和溶液中通HCl，來得到產品和對一次殘渣進行二次酸浸，HCl的作用是降低產品的溶解度和抑制Al3+水解，二次酸浸的目的是：提高原料的利用率；(3)當離子濃度等于1.0×10-5mol·L-1時，由Ksp(Fe(OH)3]=1.0×10-38，c（OH－）= =1.0×10-11mol·L-1，pH=3時鐵沉淀完全；同理，Ksp(Al(OH)3]=1.0×10-33，c（OH－）= =4.6×10-10mol·L-1，pH=4.6時鋁沉淀完全；濾渣1中所含金屬元素為Ti(或鈦)，濾渣2的主要成分是氫氧化鐵，pH=3時鐵沉淀完全，獲得濾渣2時，應調節(jié)溶液的pH至少為3，在該流程中，濾渣3主要成分是氫氧化鋁，可循環(huán)使用，則生成濾渣2的離子方程式為 Fe3++ Al(OH)3 =Fe(OH)3+Al3+。