Question

【題目】某火電廠收捕到的粉煤灰的主要成分為SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO、TiO2等。研究小組對其進行綜合處理的流程如下：

已知：①“酸浸”后鈦主要以TiOSO4形式存在，強電解質TiOSO4在溶液中僅能電離SO42-和一種陽離子

②常溫下，Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-34，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，Ksp[Mg(OH)2]= 5.61×10-12

③濾液1中仍有Fe2+剩余

請回答下列問題：

（1）為了提高粉煤灰浸出速率，在“酸浸”時可采取的措施有_______________________

（2）“水解”反應的離子方程式為______________________________________。怎樣判斷TiO2xH2O沉淀已經洗滌干凈____________________________________________。

（3）加入雙氧水調節溶液pH時離子方程式為_______________________________________。濾渣2成分為________________。為使濾渣2沉淀完全(溶液中離子濃度小于10-5mol/L)。需“調pH”為________。（保留兩位有效數字）

（4）濾液3在蒸發結晶制備MgCl26H2O應注意_____________________________________。

（5）“結晶”需控制在70℃左右，溫度過高的后果會導致的后果為________________________。

Answer 1

【答案】 適當升高溫度，增大硫酸的濃度，將粉煤灰研成粉末或攪拌等 TiO2++(x+1)H2O=TiO2·xH2O+2H+ 取最后一次洗滌液，加入氯化鋇溶液，沒有白色沉淀生成，則洗干凈 2Fe2++H2O2+2H+ = 2Fe3++2H2O Al(OH)3 Fe(OH)3 4.3 在不斷通入HCl（或者加入鹽酸），不斷攪拌并且不能蒸干 TiO2+離子提前水解

【解析】試題分析：(1)根據影響反應速率的因素分析； (2) 強電解質TiOSO4在溶液中僅能電離SO42-和一種陽離子，陽離子是TiO2+，根據流程圖TiO2+水解為TiO2·xH2O；若洗滌液中不含SO42-可證明沉淀已經洗滌干凈；（3）加入雙氧水，溶液中Fe2+被氧化為Fe3+；根據流程圖可知，加入雙氧水調節溶液pH時，溶液中Fe3+、Al3+都生成沉淀而除去；根據常溫下，Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-34，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38可知，氫氧化鋁的溶解度大于氫氧化鐵，所以根據Ksp[Al(OH)3]計算沉淀完全時的PH；（4）濾液3在蒸發結晶制備MgCl26H2O應防止鎂離子水解；（5）“結晶”時，溫度過高促進TiO2+離子水解；

解析：升高溫度，增大硫酸的濃度，將粉煤灰研成粉末或攪拌等，都能加快煤灰浸出速率；(2)根據流程圖TiO2+水解為TiO2·xH2O，水解方程式是TiO2++(x+1)H2O=TiO2·xH2O+2H+；若洗滌液中不含SO42-，可證明沉淀已經洗滌干凈，操作方法是：取最后一次洗滌液，加入氯化鋇溶液，沒有白色沉淀生成，則洗干凈；（3）加入雙氧水，溶液中Fe2+被氧化為Fe3+，反應離子方程式是2Fe2++H2O2+2H+ = 2Fe3++2H2O；根據流程圖可知，加入雙氧水調節溶液pH時，溶液中Fe3+、Al3+都生成沉淀而除去，所以濾渣2成分為Al(OH)3、Fe(OH)3；氫氧化鋁的溶解度大于氫氧化鐵，所以根據Ksp[Al(OH)3]，沉淀完全時的 ,PH=4.3；（4）濾液3在蒸發結晶制備MgCl26H2O應防止鎂離子水解，所以要不斷通入HC1（或者加入鹽酸），不斷攪拌并且不能蒸干；（5）“結晶”時，溫度過高促進TiO2+離子水解，所以“結晶”需控制在70℃左右；