Question

【题目】以高硫铝土矿（主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金属硫酸盐）为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下：

（1）流程中将高硫铝土矿磨成矿粉的目的是_________________________________。

（2）添加1%CaO和不添加CaO的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如图所示。

已知：多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 ℃；硫去除率=（1—）×100%。

①不添加CaO的矿粉在低于500 ℃焙烧时，去除的硫元素主要来源于____________。

②700℃焙烧时，添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低，其主要原因是______________________。

（3）由“过滤”得到的滤液生产氧化铝的反应过程中涉及的离子方程式是______________________。

（4）“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，理论上完全反应消耗的n（FeS2）∶n（Fe2O3）=__________。

Answer 1

【答案】增大反应的接触面积,加快化学反应速率 FeS2 硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中 AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-、2Al(OH)3Al2O3+3H2O 1∶16

【解析】

（1）磨成矿粉，可以增大反应的接触面积，加快化学反应速率；

（2）根据流程图并结合焙烧温度随硫去除率的图像进行分析；

（3）滤液中含有AlO2-，即由AlO2-生产氧化铝；

（4）利用得失电子守恒进行计算；

（1）将高硫铝土矿磨成矿粉，可以增大反应的接触面积，加快化学反应速率；

（2）①由于多数硫酸盐的分解温度高于600度，FeS2在低于500℃焙烧时，能与空气中的氧气反应生成氧化铁和二氧化硫，故不添加氧化钙的矿粉在焙烧时，去除的硫元素主要来源于FeS2；②700℃，焙烧时添加氧化钙后，硫元素转化为硫酸钙而留在矿粉中，使硫矿粉硫去除率降低 ；

（3）滤液中含有AlO2-，用滤液生产氧化铝的反应过程中涉及的离子方程式是AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-、2Al(OH)3Al2O3+3H2O；

（4）分析反应前后元素化合价的变化，利用得失电子守恒知：2/3 n（FeS2）+5×2n（FeS2）=1/3 ×2n（Fe2O3）。解得n（FeS2）∶n（Fe2O3）=1:16；