Question

【題目】利用化肥生產中的廢催化劑(主要成分為Al2O3、K2O、少量的CoO、SiO2等)來制取明礬的工藝流程如圖所示。

(1)KAl(SO4)2 12H2O中A1的化合價為__________。

(2)廢催化劑在浸取前進行球磨的主要目的是______________。

(3)浸取時Al2O3溶解的化學方程式為_________；濾渣的主要成分是______________ (填化學式)。

(4)實驗測得K2CO3的加入量與KA1(SO4)2 12H2O產率及純度關系如下表所示：

編號	1	2	3	4
K2CO3加入量/g	2	4	6	8
產品質量/g	3.3	5.7	4.6	4.5
明礬純度/%	99.1	98.2	91.4	84.9

當K2CO3的加入量超過4 g后，晶體的質量減少且純度降低，其原因是__________________。

Answer 1

【答案】 +3 提高酸浸時的浸取率 Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O SiO2 K2CO3加入過多會導致溶液酸度降低，使Al3+水解生成A1(OH)3

【解析】(1)令鋁的化合價為x，由在化合物中化合價的代數和為0可知，1×1+x+(6-2×4)×2=0，x=3，KAl(SO4)2 12H2O中A1的化合價為+3價；(2)廢催化劑在浸取前進行球磨的主要目的是將塊狀固體粉碎，提高酸浸時的浸取率；(3)浸取時Al2O3溶解于硫酸生成鹽和水，化學方程式為Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O；濾渣的主要成分是不溶于酸的SiO2；K2CO3溶于水后水解使溶液呈堿性，當K2CO3的加入量超過4 g后，晶體的質量減少且純度降低，其原因是K2CO3加入過多會導致溶液酸度降低，使Al3+水解生成A1(OH)3。