Question

我国是氧化铝生产大国，工业上每生产1t氧化铝将排出1～2t赤泥，赤泥大量堆积会对环境造成严重污染．赤泥中主要成分及含量：CaO约占46%、SiO₂约占22%、Al₂O₃约占7%、Fe₂O₃约占11%、TiO₂约占5%及少量其他物质．
（1）一种利用废弃赤泥的方法是将赤泥配成一定的液固比，作为一种吸收剂，吸收热电厂排放的含SO₂的烟气，写出吸收SO₂时可能发生的化学反应方程式

 

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（2）为综合利用赤泥中的各种成分，某科研小组设计了如下工艺流程：

已知：TiO₂不溶于稀盐酸、稀硫酸，能溶于浓硫酸生成TiOSO₄（硫酸氧钛，易水解）．
①氧化物D的化学式是

 

，原料A最好是下列物质中的

 

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A．氨水   B．氢氧化钠   C．生石灰    D．双氧水
②写出上述工艺中投入氢氧化钠时反应的离子方程式

 

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③写出上述工艺中稀释时发生水解反应的化学方程式

 

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Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,二氧化硫的化学性质

专题：实验设计题

分析：（1）赤泥中含有的CaO具有碱性，能够吸收酸性气体二氧化硫；
（2）①氧化物D是赤泥经过盐酸和氢氧化钠反应后产生的物质，赤泥中的CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃能与盐酸反应，根据各物质性质分析；
原料A调节PH值，但不能引入新的杂质；
②投入氢氧化钠时，浸出物中含有Al（OH）₃、Fe（OH）₃；
③TiO₂不溶于稀盐酸、稀硫酸，能溶于浓硫酸生成TiOSO₄（硫酸氧钛，易水解）．

解答： 解：（1）赤泥中含有的CaO具有碱性，能够直接吸收酸性气体二氧化硫，反应方程式为CaO+SO₂=CaSO₃；CaO能够和水反应生成Ca（OH）₂，Ca（OH）₂具有碱性，也能够吸收酸性气体二氧化硫，反应方程式为Ca（OH）₂+SO₂=CaSO₃+H₂O；
故答案为：CaO+SO₂=CaSO₃或Ca（OH）₂+SO₂=CaSO₃+H₂O；
（2）①氧化物D是赤泥经过盐酸和氢氧化钠反应后产生的物质，赤泥中的CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃能与盐酸反应，生成氯化钙、氯化铝和氯化铁，在加入原料A后除去了氯化钙，再加入氢氧化钠后，Al生成偏铝酸钠进入滤液，过滤后得到氢氧化铁，经过煅烧，生成氧化铁；
原料A用来调节PH值，又不能引入新的杂质，故选取生石灰；
故答案为：Fe₂O₃；C；
②投入氢氧化钠时，浸出物中含有Al（OH）₃、Fe（OH）₃，Al（OH）₃是两性氢氧化物，能和碱反应，反应离子方程式为OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O；
故答案为：OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O；
③TiO₂不溶于稀盐酸、稀硫酸，能溶于浓硫酸生成TiOSO₄（硫酸氧钛，易水解），稀释时TiOSO₄水解生成TiO（OH）₂或者TiO₂?H₂O，故水解反应的化学方程式为TiOSO₄+2H₂O=TiO（OH）₂↓+H₂SO₄或TiOSO₄+2H₂O=TiO₂?H₂O↓+H₂SO₄．
故答案为：TiOSO₄+2H₂O=TiO（OH）₂↓+H₂SO₄或TiOSO₄+2H₂O=TiO₂?H₂O↓+H₂SO₄．

点评：本题通过对废弃赤泥的处理考查了Al（OH）₃、Fe（OH）₃以及TiOSO₄等物质的性质，难度中等，重点在于对物质性质的理解掌握．