Question

（10分）某地煤矸石經(jīng)預(yù)處理后含SiO2(63%)、Al2O3(25%)、Fe2O3(5%)及少量鈣鎂的化合物等，一種綜合利用煤矸石的工藝流程如下圖所示。

（1）寫(xiě)出“酸浸”過(guò)程中主要反應(yīng)的離子方程式(任寫(xiě)一個(gè))：

。

（2）物質(zhì)X的化學(xué)式為_(kāi)_______�！皦A溶”時(shí)反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)____________________________。

（3）已知Fe3＋開(kāi)始沉淀和沉淀完全的pH分別為2.1和3.2，Al3＋開(kāi)始沉淀和沉淀完全的pH分別為4.1和5.4。為了獲得Al(OH)3產(chǎn)品，從煤矸石的鹽酸浸取液開(kāi)始，若只用CaCO3一種試劑，后續(xù)的操作過(guò)程是 ，再加入CaCO3調(diào)節(jié)pH到5.4，過(guò)濾得到Al(OH)3

（4）以煤矸石為原料還可以開(kāi)發(fā)其他產(chǎn)品，例如在煤矸石的鹽酸浸取液除鐵后，常溫下向AlCl3飽和溶液中不斷通入HCl氣體，可析出大量AlCl3·6H2O晶體。結(jié)合化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋析出晶體的原因： 。

 

Answer 1

(10分)

（1）Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O 【 或Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O 】

（2）CO2　 Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O

（3）加入CaCO3調(diào)節(jié)pH到3.2，過(guò)濾除去Fe(OH)3后

（4）AlCl3飽和溶液中存在溶解平衡AlCl3·6H2O(s)Al3＋(aq)＋3Cl—(aq)＋6H2O(l)，通入

HCl氣體使溶液中的c(Cl－)增大，平衡向析出固體的方向移動(dòng)，從而析出AlCl3·6H2O晶體。

【解析】

試題分析：（1）鹽酸可與氧化鋁或氧化鐵反應(yīng)，離子方程式為Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O 或Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O ；

（2）氯化鋁和氯化鐵水解都生成鹽酸，碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣和二氧化碳，所以物質(zhì)X是二氧化碳，水解產(chǎn)生的氫氧化鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成可溶性偏鋁酸鈉，離子反應(yīng)方程式為：Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O；

（3）根據(jù)已知可得，鐵離子完全沉淀而鋁離子不能沉淀的3.2<pH<4.1，所以若只用CaCO3一種試劑，應(yīng)先加入CaCO3調(diào)節(jié)pH到3.2，過(guò)濾除去Fe(OH)3后，再加入CaCO3調(diào)節(jié)pH到5.4，過(guò)濾得到Al(OH)3

（4）AlCl3飽和溶液中存在平衡AlCl3·6H2O(s)Al3＋(aq)＋3Cl—(aq)＋6H2O(l)，通入HCl氣體使溶液中的c(Cl－)增大，抑制氯化鋁的溶解，平衡向析出固體的方向移動(dòng)，從而析出AlCl3·6H2O晶體。

考點(diǎn)：考查溶解平衡原理、物質(zhì)間的反應(yīng)、除雜，對(duì)工藝流程的分析