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【题目】一种用铝土矿和硫铁矿烧渣(配料中含Al2O3、Fe2O3、FeO及SiO2等)为原料制备无机高分子絮凝剂聚合碱式氯化铝铁的流程如下:

(1)配料中属于两性氧化物的是______,步骤Ⅱ酸溶时,Fe2O3被溶解的化学方程式为_____。

(2)“滤渣1”的主要成分为________ (填化学式),为检验“过滤1”后的溶液中是否含有Fe3+,可选用的化学试剂是_________。

(3)步骤Ⅳ加入H2O2溶液的目的是______,发生反应的离子方程式为__。

(4)步骤Ⅴ调节pH=3发生反应生成聚合碱式氯化铝铁,若溶液pH过大,可能造成的影响是_________;步骤Ⅵ包含的操作有过滤、________、干燥得到产品。

(5)测定聚合碱式氯化铝铁{可表示为[FeaAlb(OH)xCly]n}中n(Fe)/n(Al)的比值的步骤如下:

步骤1:准确称取产品5.710g溶于水,加入足量的稀氨水,过滤,将滤渣灼烧至质量不再变化,得到3.350g固体。

步骤2:另准确称取相同质量样品,溶于足量NaOH溶液,过滤,充分洗涤,将滤渣灼烧至质量不再变化,得到固体0.8000g。

计算产品中n(Fe)/n(Al)的比值。(写出计算过程)____________

【答案】Al2O3 Fe2O3+ 6HCl=2FeCl3+3H2O SiO2 KSCN溶液 把溶液中的亚铁离子氧化为铁离子 2Fe2++ H2O2+2H+= 2Fe3++2H2O 得到的是Fe(OH)3和Al(OH)3 洗涤 5:1

【解析】

由流程图可知,铝土矿和硫铁矿烧渣酸溶时,Al2O3、Fe2O3和FeO与盐酸反应生成氯化铝、氯化铁和氯化亚铁,SiO2不与盐酸反应,过滤得含有氯化铝、氯化铁和氯化亚铁的滤液,滤渣1为没有反应的SiO2;酸性条件下,向滤液中加入双氧水溶液,氯化亚铁被双氧水氧化生成氯化铁;向反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液,调节溶液pH为3,促进氯化铝和氯化铁的水解得到聚合碱式氯化铝铁,若溶液pH过大,可能会使氯化铝和氯化铁转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀,降低聚合碱式氯化铝铁的产率;静置后,过滤、洗涤和干燥得到聚合碱式氯化铝铁产品。

(1)配料中Al2O3为两性氧化物,Fe2O3、FeO为碱性氧化物,SiO2为酸性氧化物;步骤Ⅱ酸溶时,Fe2O3与盐酸反应生成氯化铁和水,反应的化学方程式为Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,故答案为:Al2O3;Fe2O3+ 6HCl=2FeCl3+3H2O;

(2)酸性氧化物SiO2不与盐酸反应,过滤得到的滤渣1为没有反应的SiO2;实验室用KSCN溶液检验Fe3+,故答案为:SiO2;KSCN溶液;

(3)步骤Ⅳ为酸性条件下,氯化亚铁被双氧水氧化生成氯化铁,反应的离子方程式为2Fe2++ H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,故答案为:2Fe2++ H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;

(4)步骤V若将溶液pH过大,可能会使氯化铝和氯化铁转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀,降低聚合碱式氯化铝铁的产率;静置后,过滤、洗涤和干燥得到聚合碱式氯化铝铁产品,故答案为:得到的是Fe(OH)3和Al(OH)3;洗涤;

(5)由步骤2在5.710样品中:160g·mol-1×n(Fe2O3)=0.8000g,n(Fe2O3)=0.0050mol,相,由步骤1在5.710g样品中:102g·mol-1×n(Al2O3)+160g·mol-1×n(Fe2O3)=3.350g,102g·mol-1×n(Al2O3)=3.350g-0.8000g,n(Al2O3)=0.025mol,则n(Al):n(Fe)=(2×0.025mol):(2×0.005mol)=5:1,即产品中n(Fe)/n(Al)的比值为:5:1。

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