Question

【題目】某地煤矸石經預處理后含SiO2(63%)、Al2O3(25%)、Fe2O3(5%)及少量鈣鎂的化合物等，一種綜合利用工藝設計如下：

(1)“酸浸”過程中主要反應的離子方程式為：___________、___________。

(2)“酸浸”時，提高浸出速率的具體措施有___________、___________。(寫出兩個)

(3)“堿溶”的目的是___________。物質X的化學式為___________。

(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】

(1)Al2O3＋6H+＝2Al3+＋3H2O；Fe2O3＋6H+＝2Fe3+＋3H2O

(2)增大鹽酸的濃度、升高反應溫度、煤矸石研磨成粉末、攪拌等

(3)將Al(OH)3轉化為AlO2-，以便和Fe(OH)3分離； CO2

(4)2Fe(OH)3＋3ClO-＋4OH-＝2FeO42-＋3Cl-＋5H2O；

【解析】

試題分析：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，所以再加入氫氧化鈉，只要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。

(1)氧化鋁和氧化鐵都能和鹽酸反應生成鹽和水，反應方程式分別是：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O，故答案為：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O；Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O；

(2)酸的濃度、溫度、反應物接觸面積、是否充分攪拌、反應時間等都影響反應速率，故答案為：增大鹽酸的濃度、升高反應溫度、煤矸石研磨成粉末、攪拌等；

(3)氯化鋁和氯化鐵水解都生成鹽酸，碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣和二氧化碳，所以物質X是二氧化碳，氫氧化鋁和氫氧化鈉溶液反應生成可溶性偏鋁酸鈉，離子反應方程式為：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O，故答案為：將Al(OH)3 轉化為AlO2-，以便和Fe(OH)3分離；CO2；

(4)用FeCl3與KClO在強堿性條件下反應生成K2FeO4，氯化鉀和水，反應的離子方程式為2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O，故答案為：2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O。