Question

20．榴石礦石可以看作由CaO、FeO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂組成．工業(yè)上對(duì)其進(jìn)行綜合利用的流程如下：

（1）溶液Ⅰ中除了Ca²⁺外，還可能含有的金屬陽(yáng)離子有Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺；
（2）步驟③中NaOH參加反應(yīng)的離子方程式Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，鼓入空氣并充分?jǐn)嚢璧哪康氖牵ㄓ没瘜W(xué)方程式表示）4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（3）在工業(yè)生產(chǎn)中，步驟④通入過(guò)量CO₂而不加入鹽酸的原因是使用二氧化碳可以避免鹽酸過(guò)量使氫氧化鋁溶解，同時(shí)二氧化碳容易制備價(jià)格便宜．

Answer 1

分析 榴石礦石可以看作CaO、FeO、Fe₂O₃、A1₂O₃、SiO₂組成，加入鹽酸溶解過(guò)濾得到濾液中含氯化鈣、氯化亞鐵、氯化鐵、氯化鋁、鹽酸，固體為SiO₂，溶液中加入氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鐵、氫氧化亞鐵、氫氧化鋁，過(guò)濾得到沉淀物A加熱過(guò)量氫氧化鈉通入空氣，氧化氫氧化亞鐵生成沉淀物氫氧化鐵和溶液Ⅱ?yàn)槠�鋁酸鈉溶液，通入過(guò)量二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀，加熱分解生成氧化鋁；
（1）溶液Ⅰ除去鈣離子，含有陽(yáng)離子Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺；
（2）步驟③中NaOH參加反應(yīng)和氫氧化鋁反應(yīng)生成偏鋁酸鈉溶液，鼓入空氣充分?jǐn)嚢枋篂榱藲溲趸瘉嗚F氧化為氫氧化鐵；
（3）步驟④通入過(guò)量CO₂而不加入鹽酸的原因是避免鹽酸過(guò)量使氫氧化鋁溶解，二氧化碳制備方法簡(jiǎn)單價(jià)格便宜．

解答 解：榴石礦石可以看作CaO、FeO、Fe₂O₃、A1₂O₃、SiO₂組成，加入鹽酸溶解過(guò)濾得到濾液中含氯化鈣、氯化亞鐵、氯化鐵、氯化鋁、鹽酸，固體為SiO₂，溶液中加入氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鐵、氫氧化亞鐵、氫氧化鋁，過(guò)濾得到沉淀物A加熱過(guò)量氫氧化鈉通入空氣，氧化氫氧化亞鐵生成沉淀物氫氧化鐵，和溶液Ⅱ?yàn)槠�鋁酸鈉溶液，通入過(guò)量二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀，加熱分解生成氧化鋁；
（1）依據(jù)流程分析判斷，溶液Ⅰ除去鈣離子，含有陽(yáng)離子Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺，故答案為：Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺；
（2）步驟③中NaOH參加反應(yīng)和氫氧化鋁反應(yīng)生成偏鋁酸鈉溶液，反應(yīng)的離子方程式為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，鼓入空氣充分?jǐn)嚢枋篂榱藲溲趸瘉嗚F氧化為氫氧化鐵，方程式為4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，故答案為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（3）步驟④通入過(guò)量CO₂而不加入鹽酸的原因是避免鹽酸過(guò)量使氫氧化鋁溶解，二氧化碳制備方法簡(jiǎn)單價(jià)格便宜，
故答案為：使用二氧化碳可以避免鹽酸過(guò)量使氫氧化鋁溶解，同時(shí)二氧化碳容易制備價(jià)格便宜．

點(diǎn)評(píng) 本題以框圖題形式考查鋁、硅、鐵的化合物的性質(zhì)、常用化學(xué)用語(yǔ)的書寫、物質(zhì)的分離提純等，難度中等，清楚工藝流程原理是解題的關(guān)鍵，是對(duì)知識(shí)遷移的綜合運(yùn)用．