题目内容

【题目】以粉煤灰(主要含3Al2O3·2SiO2SiO2,还含有少量CaOFe2O3等物质)为原料制取Al2O3的流程如图:

1)当(NH4)2SO43Al2O3·2SiO2的配比aa=)不同时,焙烧后所得产物的X射线衍射谱图如图所示(X射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。由图可知,当a=___时,3Al2O3·2SiO2的利用率最高。

2沉淀、过滤所得滤渣为Fe(OH)3Al(OH)3,生成Fe(OH)3的离子反应方程式为___

3碱浸加入NaOH发生反应的离子方程式为___

4水解、过滤可得到Al(OH)3沉淀,升高温度有利于水解的原因是___。该步骤可将加水改成通入过量的___气体。

5)流程中,可以回收并循坏利用的物质除NH3外,还有______

【答案】8 Fe3+3NH33H2O=Fe(OH)33NH4+ OH-Al(OH)3=AlO2-2H2O 水解为吸热反应,升高温度有利于平衡正向进行 CO2 NaOH (NH4)2SO4

【解析】

粉煤灰、(NH4)2SO4进行灼烧处理,把3Al2O3·2SiO2转化为NH4Al (SO4)2,且当(NH4)2SO43Al2O3·2SiO2的配比aa=)不同时各产物含量不同,如图a=8时,体系中NH4Al (SO4)2含量最高,此时3Al2O3·2SiO2的利用也率最高。加硫酸进行酸浸,过滤,滤液中含有Al3+Fe3+以及其他可溶性离子,通入氨气生成沉淀Al(OH)3Fe(OH)3,滤液Ⅰ为(NH4)2SO4,加入氢氧化钠进行碱浸取过滤,滤渣为Fe(OH)3滤液Ⅱ为NaOH NaAlO2,加水水解得到Al(OH)3沉淀,煅烧得氧化铝。

1)根据分析,当(NH4)2SO43Al2O3·2SiO2的配比a=8时,体系中NH4Al (SO4)2含量最高,此时3Al2O3·2SiO2的利用也率最高。

2)通入氨气沉淀、过滤所得滤渣为Fe(OH)3Al(OH)3,生成Fe(OH)3离子反应方程式:Fe3+3NH33H2O=Fe(OH)33NH4+

3)根据分析,碱浸加入NaOH发生反应的离子方程式为OH-Al(OH)3=AlO2-2H2O

4水解、过滤可得到Al(OH)3沉淀,水解过程是吸热的,升高温度促进AlO2-水解;该步骤可将加水改成通入过量的酸性气体二氧化碳(CO2AlO2-2H2O= HCO3- Al(OH)3);

5)流程中,滤液Ⅰ为(NH4)2SO4,滤液Ⅱ含有NaOH ,故可以回收并循坏利用的物质除NH3外,还有(NH4)2SO4NaOH

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