Question

【題目】某地煤矸石經預處理后含SiO2（63%）、Al2O3（25%）、Fe2O3（5%）等，一種綜合利用工藝設計如下：

（1）物質X的化學式為__________________

（2）“酸浸”過程中主要反應的離子方程式為：________________，________________

（3）“堿溶”的目的是___________________

（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)，該反應的離子方程式為：_________________________

Answer 1

【答案】CO2 Al2O3+6H+=2Al3++3H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O 將Al(OH)3轉化為AlO2-,以便和Fe(OH)3分離 2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O

【解析】

含SiO2（63%）、Al2O3（25%）、Fe2O3（5%）及少量鈣鎂的化合物用鹽酸酸浸發生的反應為：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，過濾，沉淀中加入氫氧化鈉，氫氧化鋁溶解反應為：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又生成氫氧化鋁，所以物質X為CO2。

（1）根據以上分析可知物質X的化學式為CO2；

答案： CO2

（2）由以上分析可知，“酸浸”過程中主要反應的離子方程式為：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O；Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O；

答案：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O。

（3）沉淀為氫氧化鐵、氫氧化鋁，過濾，沉淀中加入氫氧化鈉，氫氧化鋁溶解，與氫氧化鐵分離，Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O；

答案： 將Al(OH)3轉化為AlO2-,以便和Fe(OH)3分離

（4）三步法書寫離子方程式：①根據化合價升降相等配平化合價發生變化的元素②根據左右兩邊電荷守恒填寫H+或OH-，由于是堿性環境所以填寫的是OH③根據所有兩邊原子守恒填寫水。該反應的離子方程式為：2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；

答案：2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O。