Question

14．将硫酸渣中金属元素进行分离的一种工艺 流程如图所示．

【查阅资料】
Ⅰ．相关数据         
                          25℃时，氢氧化物沉淀的pH范围           

	Fe（OH）3	Al（OH）3	Mg（OH）2
开始沉淀时的pH	1.5	3.3	10.4
沉淀完全时的pH	3.2	5.2	12.4

Ⅱ.25℃时，Al（OH）₃可溶于pH＞6.0的碱溶液，并转化为AlO₂^-
【流程分析】
（1）在实验室完成操作①需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗．
（2）所加稀盐酸必须过量的原因是使硫酸渣完全溶解．
（3）向溶液A中加入试剂M调节pH到7的过程中，沉淀的颜色会经历“红褐色变淡，再变深的过程”的过程，出现该现象的原因是氢氧化钠会与氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀，氢氧化铁沉淀会溶于酸，盐酸消耗完后，氢氧化铁沉淀的沉淀量会逐渐增多，颜色变深．
（4）溶液B中加入试剂M调节pH=13时，发生反应的化学方程式是AlCl₃+4NaOH=NaAlO₂+2H₂O+3NaCl，MgCl₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2NaCl．
（5）高温灼烧固体X时，X能在保持各元素的化合价不变的前提下分解为两种氧化物，该反应的化学方程式是2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O．
（6）如果操作②是蒸发结晶，则不可能得到纯净的NaAlO₂固体，理由是溶液C中含有反应生成的氯化钠．
Ⅲ.1000t该硫酸渣含铁的质量分数37.75%，经过充分处理后，最多可以冶炼得到含杂质4%的生铁多少吨？

Answer 1

分析 （1）根据过滤操作可以将固体和液体分离，以及过滤操作需要的主要仪器进行分析；
（2）根据二氧化硅不会与盐酸反应，氧化铁、氧化镁、氧化铝会与盐酸反应生成氯化铁、氯化镁、氯化铝进行分析；
（3）根据氢氧化钠和氯化铁生成的氢氧化铁沉淀会先溶于盐酸中进行分析；
（4）根据氢氧化钠和氯化铝反应生成偏铝酸钠、氯化钠和水，氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠进行分析；
（5）根据氢氧化铁在高温的条件下生成氧化铁和水进行分析；
（6）根据氯化铝、氯化镁和氢氧化钠反应都会生成氯化钠，溶液C中含有氯化钠和偏铝酸钠进行分析；
Ⅲ．根据铁元素守恒进行计算．

解答 解：（1）过滤操作可以将固体和液体分离，过滤操作需要的主要仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒；
（2）二氧化硅不会与盐酸反应，氧化铁、氧化镁、氧化铝会与盐酸反应生成氯化铁、氯化镁、氯化铝，所以所加稀盐酸必须过量的原因是：使硫酸渣完全溶解；
（3）氢氧化钠和氯化铁生成的氢氧化铁沉淀会先溶于盐酸中，所以向溶液A中加入试剂M调节pH到7的过程中，沉淀的颜色会经历“红褐色变淡，再变深的过程”的过程，出现该现象的原因是：氢氧化钠会与氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀，氢氧化铁沉淀会溶于酸，盐酸消耗完后，氢氧化铁沉淀的沉淀量会逐渐增多，颜色变深；
（4）氢氧化钠和氯化铝反应生成偏铝酸钠、氯化钠和水，氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，化学方程式为：AlCl₃+4NaOH=NaAlO₂+2H₂O+3NaCl，MgCl₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2NaCl；
（5）氢氧化铁在高温的条件下生成氧化铁和水，化学方程式为：2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O；
（6）氯化铝、氯化镁和氢氧化钠反应都会生成氯化钠，溶液C中含有氯化钠和偏铝酸钠，所以不可能得到纯净的NaAlO₂固体，理由是：溶液C中含有反应生成的氯化钠；
Ⅲ．通过分析可知，铁元素在反应前后质量不变，所以生铁的质量为：$\frac{1000t×37.75%}{1-4%}$=393.2t．
故答案为：（1）漏斗；
（2）使硫酸渣完全溶解；
（3）氢氧化钠会与氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀，氢氧化铁沉淀会溶于酸，盐酸消耗完后，氢氧化铁沉淀的沉淀量会逐渐增多，颜色变深；
（4）AlCl₃+4NaOH=NaAlO₂+2H₂O+3NaCl，MgCl₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2NaCl；
（5）2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O；
（6）溶液C中含有反应生成的氯化钠；
Ⅲ．393.2t．

点评 在解此类题时，首先分析题中考查的问题，然后结合学过的知识和题中所给的资料进行分析解答．