Question

【題目】以固體廢棄物粉煤灰（主要成分為SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO等）為原料制備Al2O3的流程如下：

已知：

Ⅰ．粉煤灰中的Al2O3、FeO、Fe2O3不溶于稀鹽酸；

Ⅱ．此流程中氫氧化物沉淀的pH：Fe(OH)3沉淀區(qū)間為1.94～3.20；Fe(OH)2沉淀區(qū)間為7.06～8.95；Al(OH)3沉淀區(qū)間為3.69～4.89。

（1）采用兩次酸浸而不直接用濃硫酸浸取的目的是 。提高熱浸時反應(yīng)速率可以采取的措施為 。

（2）濾渣的主要成分為 （填化學(xué)式）。還原的離子方程式為 。

（3）①氨水的濃度不同，鐵、鋁的沉淀率如圖所示，當(dāng)pH大于5.0時，產(chǎn)生的沉淀最終顯淺黃色，其原因是 。

②該流程中通過在Fe2+和Al3+體系中分離鋁鐵，而沒有在Fe3+和Al3+體系中分離，其原因是 。

Answer 1

【答案】

（1）直接用硫酸浸取會產(chǎn)生硫酸鈣附著在粉煤灰表面阻礙反應(yīng)的進行（2分）

攪拌或適當(dāng)升高溫度（2分）

（2）SiO2（1分）2Fe3+ +SO2+2H2O===2 Fe2+++4H+（3分）

（3）①產(chǎn)生氫氧化亞鐵沉淀，氫氧化亞鐵被氧化為氫氧化鐵（2分）

②Fe3+和Al3+沉淀時pH相差不明顯，不易分離；Fe2+和Al3+沉淀時pH相差明顯，便于分離（2分）

【解析】

試題分析：

（1）直接用硫酸浸取會產(chǎn)生硫酸鈣附著在粉煤灰表面阻礙進行，所以先用鹽酸浸取除掉鈣離子等雜質(zhì)，再用硫酸浸取提取鋁元素；攪拌或適當(dāng)升高溫度均可以提高反應(yīng)速率，但由于濃度固定，改變濃度不符合題意；

（2）主要成分中只有二氧化硅不溶解于酸，所以其過濾得到；還原是把鐵離子轉(zhuǎn)變?yōu)閬嗚F離子，反應(yīng)為2Fe3+ +SO2+2H2O===2 Fe2+++4H+；

（3）①根據(jù)圖像觀察當(dāng)pH大于5.0時，產(chǎn)生氫氧化亞鐵沉淀，其在空氣中被氧化為紅褐色的氫氧化鐵，所以出現(xiàn)淺黃色；

②Fe3+和Al3+沉淀時pH相差不明顯，不易分離；Fe2+和Al3+沉淀時pH相差明顯，便于分離。