Question

【題目】聚合硫酸鐵鋁（PFAS）是一種新型高效水處理劑。利用硫鐵礦燒渣（主要成分為Fe3O4、FeO、SiO2等）為鐵源，粉煤灰（主要成分為Ai2O3、 Fe2O3 、FeO等）為鋁源，制備PFAS的工藝流程如下：

（1）“堿溶”時，Ai2O3發生反應的化學方程式____________ 。

（2）“酸溶II”時 ，Fe3O4發生反應的離子方程式為_________

（3）“濾渣I”、“濾渣II”在本流程中能加以利用的是________

（4）酸度對絮凝效果和水質有顯著影響。若產品PFAS中殘留硫酸過多，使用時產生的不良后果是________。

Answer 1

【答案】Ai2O3+2NaOH=2NaAiO2 + H2O Fe3O4+ 8H+ =2Fe3+ + Fe2+ + 4H2O 濾渣Ⅰ 硫酸抑制Ai3+ 和Fe3+水解，降低絮凝效果；水的酸度增大，影響水質

【解析】

粉煤灰（主要成分為Al2O3、Fe2O3、FeO等），加入NaOH溶液使Al2O3溶解，其方程式為Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，氧化鐵、氧化亞鐵和氫氧化鈉不反應，通入過量CO2，發生的反應為CO2+NaAlO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3；再加入H2SO4時，其反應原理為2Al(OH)3+3H2SO4=Al2(SO4)3+6H2O，結晶得到Al2(SO4)3晶體；硫鐵礦燒渣（主要成分為Fe3O4、FeO、SiO2等），向硫鐵礦燒渣中加入H2SO4，其方程式為FeO+H2SO4=FeSO4+H2O，Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O，二氧化硅與硫酸不反應，加入過氧化氫氧化亞鐵鹽為鐵鹽，結晶Ⅰ結晶Ⅱ制備PFAS。

(1)氧化鋁為兩性氧化物，“堿溶”時，Al2O3發生反應的化學方程式為Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；

(2)四氧化三鐵中鐵為+2，為+3，“酸溶Ⅱ”時，Fe3O4發生反應的離子方程式為Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O；

(3)依據上述分析可知，“濾渣Ⅰ”中含有Fe2O3、FeO，“濾渣Ⅱ”中含有SiO2，根據工藝流程，濾渣Ⅰ可加以利用；

(4)PFAS溶于水，產生Fe3+、Al3+，Fe3+、Al3+水解生成氫氧化鋁膠體和氫氧化鐵膠體，能凈水，酸度對絮凝效果和水質有顯著影響，若產品PFAS中殘留過多，使用時產生的不良后果是，因為Fe3+、Al3+水解均呈酸性，所以產品PFAS中硫酸殘留過多，會抑制Al3+、Fe3+水解，降低絮凝效果，并且酸度過大影響水質。