题目内容

4．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图：

（1）“酸浸”过程中主要反应的离子方程式为：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O．
（2）“酸浸”时，提高浸出速率的具体措施有增大酸的浓度、升高温度．（写出两个）
（3）“碱溶”的目的是Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，将Al（OH）3 转化为AlO2-，以便和Fe（OH）3分离．物质X的电子式为．该工艺设计中，过量X参与反应的离子方程式是：AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3+HCO3-．
（4）从流程中分离出来的Fe（OH）3沉淀可在碱性条件下用KClO溶液处理，制备新型水处理剂高铁酸钾（K2FeO4），该反应的离子方程式为：2Fe（OH）3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O．

分析 含SiO2（63%）、Al2O3（25%）、Fe2O3（5%）及少量钙镁的化合物用盐酸酸浸发生的反应为：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O；Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O；则过滤的溶液为
氯化铁和氯化铝的溶液，加碳酸钙消耗溶液中的氢离子使三价铁离子、三价铝离子都水解生成氢氧化铁、氢氧化铝的沉淀，所以再加入氢氧化钠，只要氢氧化铝溶解反应为：Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O，所得溶液为偏铝酸钠溶液再通入二氧化碳进一步反应又生成氢氧化铝；
（1）能和酸反应的物质有氧化铝和氧化铁，氧化铝是两性氧化物，而氧化铁是碱性氧化物，两者与酸反应生成盐和水；
（2）酸浸”时铝浸出率的影响因素可能是酸的浓度、温度、反应物的接触面积、反应时间等都影响反应速率；
（3）氢氧化铝是两性氢氧化物和氢氧化钠能反应生成偏铝酸钠而氢氧化铁不溶于氢氧化钠；X是碳酸钙和水解中的氢离子反应生成二氧化碳；过量的二氧化碳和偏铝酸钠反应可以制备氢氧化铝据此书写反应方程式；
（4）FeCl3与KClO在强碱性条件下反应生成K2FeO4，氯化钾和水．

解答 解：含SiO2（63%）、Al2O3（25%）、Fe2O3（5%）及少量钙镁的化合物用盐酸酸浸发生的反应为：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O；Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O；则过滤的溶液为氯化铁和氯化铝的溶液，加碳酸钙消耗溶液中的氢离子使三价铁离子、三价铝离子都水解生成氢氧化铁、氢氧化铝的沉淀，所以再加入氢氧化钠，只要氢氧化铝溶解反应为：Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O，所得溶液为偏铝酸钠溶液再通入二氧化碳进一步反应又生成氢氧化铝；
（1）氧化铝和氧化铁都能和盐酸反应生成盐和水，反应方程式分别是：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O，
故答案为：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O；Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O；
（2）酸的浓度、温度、反应物接触面积、是否充分搅拌、反应时间等都影响反应速率，故答案为：增大酸的浓度；升高温度；
（3）氯化铝和氯化铁水解都生成盐酸，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙和二氧化碳，所以物质X是二氧化碳，氢氧化铝和氢氧化钠溶液反应生成可溶性偏铝酸钠而氢氧化铁不溶于氢氧化钠，可以利用碱溶分离氢氧化铝和氢氧化铁，二氧化碳电子式为，过量的二氧化碳和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝和碳酸氢根离子，反应为AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3+HCO3-，故答案为：发生反应为Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，将Al（OH）3 转化为AlO2-，以便和Fe（OH）3分离；；AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3+HCO3-；
（4）用FeCl3与KClO在强碱性条件下反应生成K2FeO4，氯化钾和水，反应的离子方程式为2Fe（OH）3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O，故答案为：2Fe（OH）3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O．

点评 本题以工艺流程为载体考查了溶解平衡原理、物质间的反应、除杂等知识点，这种题型是高考常考题型，综合性较强，涉及知识面较广，用教材基础知识采用知识迁移的方法分析解答，难度中等．

练习册系列答案
相关题目
5．已知酸性强弱顺序为，则下列化学方程式中正确的是（　　）
A．①③B．②③C．①④D．②④
6．铝合金、氧化铝、硫酸铝三种物质的分类正确的是（　　）
A．混合物、氧化物、盐B．单质、混合物、盐
C．盐、氧化物、纯净物D．混合物、盐、化合物
3．当SO2和SO3所含氧原子数之比是5：6，则SO2和SO3物质的量之比是5：4．
10．在同温同压下，相等质量的氧气和臭氧，它们的物质的量之比为3：2，分子个数比为3：2，原子个数比为1：1．
9．C60、金刚石、石墨、二氧化碳和氯化铯的结构模型如图所示（石墨仅表示出其中的一层结构）：

（1）C60、金刚石和石墨三者的关系是互为B．
A．同分异构体  B．同素异形体      C．同系物    D．同位素
（2）固态时，C60属于分子（填“原子”或“分子”）晶体，C60分子中含有双键的数目是30．
（3）晶体硅的结构跟金刚石相似，1mol晶体硅中含有硅-硅单键的数目约是2NA．
（4）石墨层状结构中，平均每个正六边形占有的碳原子数是2．
（5）观察CO2分子晶体结构的一部分，试说明每个CO2分子周围有12个与之紧邻且等距的CO2分子；该结构单元平均占有4个CO2分子．
（6）观察图形推测，CsCl晶体中两距离最近的Cs+间距离为a cm，则每个Cs+周围与其距离为a的Cs+数目为6，每个Cs+周围距离相等且次近的Cs+数目为12，距离为$\sqrt{2}a$，每个Cs+周围距离相等且第三近的Cs+数目为8，距离为$\sqrt{3}a$，每个Cs+周围紧邻且等距的Cl-数目为8．
（7）设NA为阿伏加德罗常数，则CsCl晶体的密度为$\frac{168.5}{{N}_{A}{a}^{3}}$．（用含a的式子表示）
（8）若假设CsCl晶体中的离子都是钢性硬球，Cs+离子半径为r1，Cl-离子半径为r2，则CsCl晶体空间利用率为$\frac{\sqrt{3}π（{{r}_{1}}^{3}+{{r}_{2}}^{3}）}{2（{r}_{1}+{r}_{2}）^{3}}$．（只要求列出计算式，用含r1和r2的式子表示）
16．有关化学键的断裂和形成，下列说法正确的是（　　）
A．氢气在氧气中燃烧时，存在化学键的断裂和形成
B．有化学键断裂的过程一定是化学变化
C．化学反应过程中，所有反应物中都要断裂化学键
D．干冰升华时，分子中的共价键发生断裂
13．下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确是（　　）
A．金刚石＞晶体硅＞晶体硅＞二氧化硅＞碳化硅
B．氟化氢＞碘化氢＞溴化氢＞氯化氢
C．氧化镁＞氧气＞氮气＞水
D．铯＞铷＞钾＞钠
14．工业上用某矿渣（含有Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2）获取铜和胆矾的操作流程如下：

已知：①部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
沉淀物Cu（OH）2Al（OH）3Fe（OH）3Fe（OH）2
开始沉淀pH5.44.01.15.8
沉淀完全pH6.75.23.28.8
（1）已知Cu2O在酸性条件下发生自身氧化还原反应，写出离子反应方程式Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O．
（2）为了加快反应Ⅰ的速率，可以采取的措施是升高温度、不断搅拌、将矿渣粉碎、增大硫酸的浓度（写2点）．
（3）固体混合物A中的成分是SiO2、Cu．
（4）反应Ⅰ完成后，铁元素的存在形式为Fe2+（填离子符号）；写出生成该离子的离子方程式2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+．
（5）x对应的数值范围是3.2≤pH＜4.0．
（6）用NaClO调pH，生成沉淀B的反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+5H2O=2Fe（OH）3↓+Cl-+4H+．
（7）洗涤CuSO4•5H2O粗产品不能用大量水洗，而用冰水洗涤，原因是CuSO4可溶于水，冰水可以减少CuSO4晶体的损失．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网