Question

14．將硫酸渣中金屬元素進行分離的一種工藝 流程如圖所示．

【查閱資料】
Ⅰ．相關(guān)數(shù)據(jù)         
                          25℃時，氫氧化物沉淀的pH范圍           

	Fe（OH）3	Al（OH）3	Mg（OH）2
開始沉淀時的pH	1.5	3.3	10.4
沉淀完全時的pH	3.2	5.2	12.4

Ⅱ.25℃時，Al（OH）₃可溶于pH＞6.0的堿溶液，并轉(zhuǎn)化為AlO₂^-
【流程分析】
（1）在實驗室完成操作①需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和漏斗．
（2）所加稀鹽酸必須過量的原因是使硫酸渣完全溶解．
（3）向溶液A中加入試劑M調(diào)節(jié)pH到7的過程中，沉淀的顏色會經(jīng)歷“紅褐色變淡，再變深的過程”的過程，出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因是氫氧化鈉會與氯化鐵反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀，氫氧化鐵沉淀會溶于酸，鹽酸消耗完后，氫氧化鐵沉淀的沉淀量會逐漸增多，顏色變深．
（4）溶液B中加入試劑M調(diào)節(jié)pH=13時，發(fā)生反應(yīng)的化學方程式是AlCl₃+4NaOH=NaAlO₂+2H₂O+3NaCl，MgCl₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2NaCl．
（5）高溫灼燒固體X時，X能在保持各元素的化合價不變的前提下分解為兩種氧化物，該反應(yīng)的化學方程式是2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O．
（6）如果操作②是蒸發(fā)結(jié)晶，則不可能得到純凈的NaAlO₂固體，理由是溶液C中含有反應(yīng)生成的氯化鈉．
Ⅲ.1000t該硫酸渣含鐵的質(zhì)量分數(shù)37.75%，經(jīng)過充分處理后，最多可以冶煉得到含雜質(zhì)4%的生鐵多少噸？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)過濾操作可以將固體和液體分離，以及過濾操作需要的主要儀器進行分析；
（2）根據(jù)二氧化硅不會與鹽酸反應(yīng)，氧化鐵、氧化鎂、氧化鋁會與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵、氯化鎂、氯化鋁進行分析；
（3）根據(jù)氫氧化鈉和氯化鐵生成的氫氧化鐵沉淀會先溶于鹽酸中進行分析；
（4）根據(jù)氫氧化鈉和氯化鋁反應(yīng)生成偏鋁酸鈉、氯化鈉和水，氫氧化鈉和氯化鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈉進行分析；
（5）根據(jù)氫氧化鐵在高溫的條件下生成氧化鐵和水進行分析；
（6）根據(jù)氯化鋁、氯化鎂和氫氧化鈉反應(yīng)都會生成氯化鈉，溶液C中含有氯化鈉和偏鋁酸鈉進行分析；
Ⅲ．根據(jù)鐵元素守恒進行計算．

解答 解：（1）過濾操作可以將固體和液體分離，過濾操作需要的主要儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒；
（2）二氧化硅不會與鹽酸反應(yīng)，氧化鐵、氧化鎂、氧化鋁會與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵、氯化鎂、氯化鋁，所以所加稀鹽酸必須過量的原因是：使硫酸渣完全溶解；
（3）氫氧化鈉和氯化鐵生成的氫氧化鐵沉淀會先溶于鹽酸中，所以向溶液A中加入試劑M調(diào)節(jié)pH到7的過程中，沉淀的顏色會經(jīng)歷“紅褐色變淡，再變深的過程”的過程，出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因是：氫氧化鈉會與氯化鐵反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀，氫氧化鐵沉淀會溶于酸，鹽酸消耗完后，氫氧化鐵沉淀的沉淀量會逐漸增多，顏色變深；
（4）氫氧化鈉和氯化鋁反應(yīng)生成偏鋁酸鈉、氯化鈉和水，氫氧化鈉和氯化鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈉，化學方程式為：AlCl₃+4NaOH=NaAlO₂+2H₂O+3NaCl，MgCl₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2NaCl；
（5）氫氧化鐵在高溫的條件下生成氧化鐵和水，化學方程式為：2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O；
（6）氯化鋁、氯化鎂和氫氧化鈉反應(yīng)都會生成氯化鈉，溶液C中含有氯化鈉和偏鋁酸鈉，所以不可能得到純凈的NaAlO₂固體，理由是：溶液C中含有反應(yīng)生成的氯化鈉；
Ⅲ．通過分析可知，鐵元素在反應(yīng)前后質(zhì)量不變，所以生鐵的質(zhì)量為：$\frac{1000t×37.75%}{1-4%}$=393.2t．
故答案為：（1）漏斗；
（2）使硫酸渣完全溶解；
（3）氫氧化鈉會與氯化鐵反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀，氫氧化鐵沉淀會溶于酸，鹽酸消耗完后，氫氧化鐵沉淀的沉淀量會逐漸增多，顏色變深；
（4）AlCl₃+4NaOH=NaAlO₂+2H₂O+3NaCl，MgCl₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2NaCl；
（5）2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O；
（6）溶液C中含有反應(yīng)生成的氯化鈉；
Ⅲ．393.2t．

點評 在解此類題時，首先分析題中考查的問題，然后結(jié)合學過的知識和題中所給的資料進行分析解答．