Question

6．富鐵鋁土礦（主要含有A1₂O₃、Fe₂O₃、FeO和SiO₂）可用于制備凈水劑明礬KAl（SO₄）₂•12H₂O和補(bǔ)血?jiǎng)〧eSO₄•7H₂O．工藝流程如下（部分操作和產(chǎn)物略去）：

（1）操作1的名稱是過濾．
（2）反應(yīng)①②③④中是氧化還原反應(yīng)的是④（填寫編號）．
（3）綜合考慮，金屬X最好選擇的試劑是Fe，寫出該反應(yīng)離子方方程式Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺．
（4）反應(yīng)①的離子方程式是SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O、Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O．
（5）溶液D中含有的金屬陽離子是Fe²⁺，檢驗(yàn)方法是檢驗(yàn)亞鐵離子的方法為：取少量溶液D于試管中，滴入硫氰化鉀溶液，無現(xiàn)象；再滴入幾滴氯水，若變紅；證明含有Fe²⁺．
（6）用含鋁元素27%的上述礦石10噸，通過上述流程最多生產(chǎn)明礬47.4噸．

Answer 1

分析 反應(yīng)①：富鐵鋁土礦（主要含有A1₂O₃、Fe₂O₃、FeO和SiO₂）用氫氧化鉀溶液溶解，氧化鋁、二氧化硅反應(yīng)溶解，過濾，溶液A主要含有KAlO₂、K₂SiO₃，濾渣A為Fe₂O₃、FeO，
反應(yīng)②為主要含有KAlO₂、K₂SiO₃的溶液A與稀硫酸反應(yīng)生成H₂SiO₃白色膠狀沉淀和硫酸鋁和硫酸鉀溶液，對溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到明礬，
反應(yīng)③濾渣A主要含有Fe₂O₃、FeO，用硫酸處理，得到溶液B中含有Fe₂（SO₄）₃、FeSO₄及未反應(yīng)的硫酸等，加入足量X后冷卻、結(jié)晶、過濾得到FeSO₄•7H₂O，則X為Fe，將Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe²⁺，過濾過量的鐵，濾液為FeSO₄溶液，用蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到FeSO₄•7H₂O，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）經(jīng)過操作1得到溶液和濾渣，分離固液的操作為過濾；
故答案為：過濾；
（2）反應(yīng)①②③均為復(fù)分解反應(yīng)，反應(yīng)④為鐵還原鐵離子的反應(yīng)；
故答案為：④；
（3）溶液B中含有Fe₂（SO₄）₃、FeSO₄及未反應(yīng)的硫酸等，加入足量X后冷卻、結(jié)晶、過濾得到FeSO₄•7H₂O，則X為Fe，將Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe²⁺，反應(yīng)為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
故答案為：Fe；Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（4）反應(yīng)①為富鐵鋁土礦中用氫氧化鉀溶液溶解，氧化鋁、二氧化硅反應(yīng)溶解生成偏鋁酸鈉、硅酸鈉，離子方程式為：SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
故答案為：SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
（5）根據(jù)分析溶液D的金屬陽離子為Fe²⁺；檢驗(yàn)亞鐵離子的方法為：取少量溶液D于試管中，滴入硫氰化鉀溶液，無現(xiàn)象；再滴入幾滴氯水，若變紅；證明含有Fe²⁺；
故答案為：Fe²⁺；檢驗(yàn)亞鐵離子的方法為：取少量溶液D于試管中，滴入硫氰化鉀溶液，無現(xiàn)象；再滴入幾滴氯水，若變紅；證明含有Fe²⁺；
（6）用含鋁元素27%的上述礦石10噸，設(shè)通過上述流程最多生產(chǎn)明礬質(zhì)量為x，則有$\frac{27}{474}×x$=27%×10t，解得x=47.4t；
故答案為：47.4．

點(diǎn)評 本題綜合考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)，關(guān)鍵是對工藝流程原理的理解，注意分析工藝流程中試劑線、原理線、操作線，要求學(xué)生具有一定分析和解決問題的能力，題目難度中等．