题目内容
某地煤矸石经预处理后含SiO2(63%)、Al2O3(25%)、Fe2O3(5%)及少量钙镁的化合物等,一种综合利用工艺设计如下:
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(1)“酸浸”过程中主要反应的离子方程式为_____________、_________________。
(2)“酸浸”时铝浸出率的影响因素可能有_____________、___________。(写出两个)
(3)物质X的化学式为___________。“碱溶”时反应的离子方程式为____________。
(4)已知Fe3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为2.1和3.2,Al3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.1和5.4。为了获得产品Al(OH) 3,从煤矸石的盐酸浸取液开始,若只用CaCO3一种试剂,后续操作过程是____________________。
(5)以煤矸石为原料还可以开发其他产品,例如在煤矸石的盐酸浸取液除铁后,常温下向AlCl3溶液中不断通入HCl气体,可析出大量AlCl3·6H2O晶体,结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因:_______________________。
(1)Al2O3+6H+===2Al3++3H2O ; Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O (4分,每个2分)
(2)盐酸的浓度、反应温度、煤矸石颗粒大小、是否充分搅拌、反应时间(任写两个)
(4分,每个2分)
(3)CO2 ; Al(OH)3 +OH—=AlO2—+2H2O (4分,每个2分)
(4)加入CaCO3调节pH到3.2,过滤除去Fe(OH) 3后,再加入CaCO3调节pH到5.4,过滤得到Al(OH) 3 (2分)
(5)AlCl3饱和溶液中存在溶解平衡:AlCl3·6H2O(s)
Al3+(aq) +3Cl—(aq) +6H2O(l),通入HCl气体使溶液中c(Cl—)增大,平衡向析出固体的方向移动从而析出AlCl3晶体。 (2分)
t ℃时,在体积不变的密闭容器中发生反应:X(g)+3Y(g)
2Z(g),各组分在不同时刻的浓度如下表:
| 物质 | X | Y | Z |
| 初始浓度/mol·L-1 | 0.1 | 0.2 | 0 |
| 2 min末浓度/mol·L-1 | 0.08 | a | b |
| 平衡浓度/mol·L-1 | 0.05 | 0.05 | 0.1 |
下列说法正确的是
A.平衡时,X的转化率为20%
B.t ℃时,该反应的平衡常数为40
C.增大平衡后的体系压强, v正增大,v逆减小,平衡向正反应方向移动
D.前2 min内,用Y的变化量表示的平均反应速率v(Y) = 0.03 mol·L-1·min-1