Question

【題目】以粉煤灰（主要含3Al2O3·2SiO2、SiO2，還含有少量CaO、Fe2O3等物質(zhì)）為原料制取Al2O3的流程如圖：

（1）當(dāng)(NH4)2SO4和3Al2O3·2SiO2的配比a（a=）不同時(shí)，“焙燒”后所得產(chǎn)物的X射線衍射譜圖如圖所示（X射線衍射可用于判斷某晶態(tài)物質(zhì)是否存在，不同晶態(tài)物質(zhì)出現(xiàn)衍射峰的衍射角不同）。由圖可知，當(dāng)a=___時(shí)，3Al2O3·2SiO2的利用率最高。

（2）“沉淀、過(guò)濾”所得濾渣為Fe(OH)3和Al(OH)3，生成Fe(OH)3的離子反應(yīng)方程式為___。

（3）“堿浸”加入NaOH發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___。

（4）“水解、過(guò)濾”可得到Al(OH)3沉淀，升高溫度有利于水解的原因是___。該步驟可將加水改成通入過(guò)量的___氣體。

（5）流程中，可以回收并循壞利用的物質(zhì)除NH3外，還有___和___。

Answer 1

【答案】8 Fe3+＋3NH3＋3H2O=Fe(OH)3↓＋3NH4+ OH-＋Al(OH)3=AlO2-＋2H2O 水解為吸熱反應(yīng)，升高溫度有利于平衡正向進(jìn)行 CO2 NaOH (NH4)2SO4

【解析】

粉煤灰、(NH4)2SO4進(jìn)行灼燒處理，把3Al2O3·2SiO2轉(zhuǎn)化為NH4Al (SO4)2，且當(dāng)(NH4)2SO4和3Al2O3·2SiO2的配比a（a=）不同時(shí)各產(chǎn)物含量不同，如圖a=8時(shí)，體系中NH4Al (SO4)2含量最高，此時(shí)3Al2O3·2SiO2的利用也率最高。加硫酸進(jìn)行酸浸，過(guò)濾，濾液中含有Al3+、Fe3+以及其他可溶性離子，通入氨氣生成沉淀Al(OH)3和Fe(OH)3，濾液Ⅰ為(NH4)2SO4，加入氫氧化鈉進(jìn)行堿浸取過(guò)濾，濾渣為Fe(OH)3濾液Ⅱ?yàn)?/span>NaOH 和NaAlO2，加水水解得到Al(OH)3沉淀，煅燒得氧化鋁。

（1）根據(jù)分析，當(dāng)(NH4)2SO4和3Al2O3·2SiO2的配比a=8時(shí)，體系中NH4Al (SO4)2含量最高，此時(shí)3Al2O3·2SiO2的利用也率最高。

（2）通入氨氣“沉淀、過(guò)濾”所得濾渣為Fe(OH)3和Al(OH)3，生成Fe(OH)3離子反應(yīng)方程式：Fe3+＋3NH3＋3H2O=Fe(OH)3↓＋3NH4+；

（3）根據(jù)分析，“堿浸”加入NaOH發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為OH-＋Al(OH)3=AlO2-＋2H2O；

（4）“水解、過(guò)濾”可得到Al(OH)3沉淀，水解過(guò)程是吸熱的，升高溫度促進(jìn)AlO2-水解；該步驟可將加水改成通入過(guò)量的酸性氣體二氧化碳（CO2＋AlO2-＋2H2O= HCO3- ＋Al(OH)3↓）；

（5）流程中，濾液Ⅰ為(NH4)2SO4，濾液Ⅱ含有NaOH ，故可以回收并循壞利用的物質(zhì)除NH3外，還有(NH4)2SO4和NaOH。