Question

【题目】以高硫铝土矿（主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金属硫酸盐）为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下：

（1）焙烧过程均会产生SO2，用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为：___________________。

（2）“过滤”得到的滤渣中含有大量的Fe2O3。

①不添加CaO的矿粉焙烧时，其中FeS2转化为Fe2O3时发生的化学方程式：____________。

②添加质量分数为1%CaO后，硫元素最终转化为______________。（填化学式）

（3）向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，含铝元素的物质发生转化的离子方程式为_____________。

（4）“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，理论上完全反应消耗的n（Fe2O3）∶n（FeS2）=_______。

Answer 1

【答案】SO2+OH =HSO3 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 CaSO4 AlO2-+CO2+ 2 H2O = Al(OH)3 ↓+ HCO3- 16:1

【解析】

由流程可知，矿粉焙烧时，矿粉中的FeS2与O2反应生成Fe2O3和SO2，在空气中CaO可将SO2转化为CaSO4；“碱浸”时，Al2O3、SiO2转化为溶于水的NaAlO2、Na2SiO3；Fe2O3和FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2。

（1）SO2属于酸性氧化物，用NaOH溶液吸收过量SO2生成HSO3，则发生反应的离子方程式为：SO2+OH =HSO3;

答案为：SO2+OH =HSO3；

(2).①不添加CaO的矿粉焙烧时，其中FeS2转化为Fe2O3和SO2，发生的化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2；

答案为：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2；

②添加质量分数为1%CaO后，SO2与CaO反应生成CaSO3，CaSO3在空气中高温煅烧下又可转化为分解温度较高的CaSO4；

答案为：CaSO4；

(3)过滤前使用NaOH溶液进行碱浸，Al2O3转化为NaAlO2，“过滤”得到的滤液中主要含有AlO2，向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，可以将AlO2转化为Al(OH)3。反应为：AlO2-+CO2+ 2 H2O = Al(OH)3 ↓+ HCO3- ；

答案为：AlO2-+CO2+ 2 H2O = Al(OH)3 ↓+ HCO3-；

(4)“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3，Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，设有xmolFe2O3和ymolFeS2完全参加反应，将四氧化三铁中铁元素的化合价看成+，根据电子得失守恒：2x×(3)=2y×5+y×(2)，解得=16，所以理论上完全反应消耗的n(Fe2O3)：n(FeS2)=16:1。