Question

【题目】转鼓指数是反映烧结矿的机械强度的物理性能指标，其值越大，机械强度越好。某炼钢厂的工业废渣中主要含有Al2O3、Fe2O3、SiO2，对该废渣进行处理来获取活性氧化铝，其流程如下：

（1）烧结产物主要有NaAlO2、CaSiO3、NaFeO2及气体X。气体X是_________。

（2）烧结产物NaAlO2也可以通过所学知识由Al2O3转化得到，写出反应的离子方程式____

（3）写出由氢氧化铝制备氧化铝的化学方程式：____________________。

（4）碱浸前需将烧结产物进行粉碎，其目的是_________。碱浸过程中，NaFeO2可与水应生成NaOH和一种含铁的化合物，写出该反应的化学方程式_________________。

（5）某同学设计了由废渣(Al2O3、Fe2O3)制备纯净的Al2(SO4)3·18H2O晶体的实验步骤。请利用所学和流程中的信息补充完整：向一定量滤渣中加入足量的稀硫酸，充分反应，无不溶物后，滴加NaOH溶液至生成的沉淀不再减少，过滤，__________，将所得溶液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，抽干，装瓶。(实验中必须使用的试剂：CO2气体、稀硫酸、蒸馏水)

（6）已知试剂EDTA分别能与Al3＋或Pb2＋以物质的量之比1︰1进行反应。现测定硫酸铝晶体样品中Al2（SO4）3·18H2O（摩尔质量为666g/mol）质量分数的实验步骤如下：（杂质不与EDTA反应）

步骤1：准确称取硫酸铝晶体样品m g，溶于25 mL水中。

步骤2：加入c1 mo1·L－1EDTA溶液V1mL（过量），煮沸、冷却。

步骤3：再向上述溶液中加入c2 mol·L－ 1Pb（NO3）2 溶液V2mL 恰好与过量的EDTA溶液完全反应。

请根据上述数据计算该样品中Al2（SO4）3·18H2O的质量分数。（用含字母的代数式表示）。__________（写出具体计算过程）

Answer 1

【答案】CO2 Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O 2Al(OH)3 Al2O3+ 3H2O 增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率 NaFeO2+2 H2O=Fe(OH)3 ↓+NaOH 向滤液中通入足量的二氧化碳气体，至沉淀不再增多，过滤；用蒸馏水洗涤沉淀2-3次；加入稀硫酸至沉淀完全溶解

【解析】

根据题中对该废渣进行处理来获取活性氧化铝可知，本题考查工业制取Al2O3，运用Al2O3、Fe2O3、SiO2的化学性质及含铝化合物之间的转化分析。

（1）加入石灰石、纯碱烧结，可生成硅酸盐、偏铝酸盐，同时生成二氧化碳气体。

故答案为：CO2；

（2）NaAlO2可由Al2O3与强碱反应制得。因此反应的离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O；

故答案为：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O；

（3）氢氧化铝受热分解成氧化铝和水，因此由氢氧化铝制备氧化铝的化学方程式为：2Al(OH)3 Al2O3+ 3H2O。

故答案为：2Al(OH)3 Al2O3+ 3H2O；

（4) 碱浸前需将烧结产物进行粉碎，可增大反应物接触面积，加快反应速率，提高烧结产物的浸出率，碱浸过程中，NaFeO2可与水反应生成NaOH和一种含铁的化合物，应为Fe(OH)3，因此该方程式为：NaFeO2+ H2O=Fe(OH)3 ↓+NaOH。

故答案为：增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率；NaFeO2+2H2O=Fe(OH)3 ↓+NaOH；

（5）当滴加NaOH溶液至生成的沉淀不再减少，过滤后，可向滤液中通入足量的二氧化碳气体，至沉淀不再增多，过滤；用蒸馏水洗涤沉淀2-3次除去杂质；加入稀硫酸至沉淀完全溶解，将所得溶液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，抽干，装瓶即可得到纯净的Al2(SO4)3·18H2O晶体；

故答案为：向滤液中通入足量的二氧化碳气体，至沉淀不再增多，过滤，用蒸馏水洗涤沉淀2-3次，加入稀硫酸至沉淀完全溶解；

（6）EDTA分别能与Al3＋或Pb2＋以物质的量之比1︰1进行反应，可用如下关系式表示：Pb2+~EDTA、Al3+~EDTA，由此可知该样品中Al2(SO4)3·18H2O的质量分数为

故答案为： 。