Question

【題目】煤矸石是采煤過程和洗煤過程中排放的固體廢物，其主要成分是Al2O3、SiO2，此外還含有FeO、Fe2O3等雜質(zhì)。煤矸石經(jīng)處理后，可用于制備銨明礬等。

已知：i．SiO2不與硫酸反應(yīng)；Al2O3能與H2SO4反應(yīng)。

ii．Fe3＋、Fe2＋、Al3＋開始沉淀、完全沉淀的pH如表所示。

	Fe2＋	Fe3＋	Al3＋
開始沉淀的pH	6.3	1.5	3.4
完全沉淀的pH	8.3	2.8	4.7

iii.NH4Al(SO4)2·12H2O的摩爾質(zhì)量為453g·mol-1。

（1）酸浸過程中，Fe2O3與硫酸反應(yīng)的離子方程式為___________

（2）下列說法中，正確的是___________（填字母）。

a．預(yù)處理時，粉碎煤矸石有利于提高酸浸反應(yīng)速率 b．操作I是過濾 c．濾渣1中一定含有硅元素

（3）沉鐵過程中，加入氧化劑的作用是___________

（4）制備過程中，若需檢驗濾渣1中含有，實驗方案為：取少量濾渣1的洗滌液，向其中加入___________（填試劑和現(xiàn)象），說明其中含有。

Answer 1

【答案】Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O abc 將Fe2+氧化為Fe3+，以便將其轉(zhuǎn)化為沉淀除去 稀HCl酸化，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成

【解析】

矸石(主要成分Al2O3、SiO2，還含有FeO、Fe2O3等雜質(zhì))先預(yù)處理，然后用硫酸酸浸，只有SiO2不反應(yīng)，操作Ⅰ為過濾，濾渣1為SiO2；濾液中含有鋁離子、亞鐵離子、鐵離子等金屬離子，加入氧化劑將Fe2+氧化為Fe3+，同時調(diào)節(jié)溶液pH除去雜質(zhì)鐵元素，過濾得到的濾渣2為氫氧化鐵；濾液中含有硫酸鋁，加入稀硫酸、硫酸銨合成NH4Al(SO4)212H2O，據(jù)此解答。

(1)Fe2O3與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水，該反應(yīng)的離子方程式為Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O；

(2)a．預(yù)處理時，粉碎煤矸石可增大接觸面積，有利于提高酸浸反應(yīng)速率，故a正確；

b．操作Ⅰ為分離出不溶解的二氧化硅，操作方法是過濾，故b正確；

c．加入硫酸酸浸，Al2O3、FeO、Fe2O3都與硫酸反應(yīng)，而SiO2不與硫酸反應(yīng)，所以濾渣1中一定含有SiO2，故c正確；

故答案為：abc；

(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，亞鐵離子不易沉淀，Fe3+更容易生成氫氧化鐵沉淀，則加入氧化劑將Fe2+氧化為Fe3+，以便將其轉(zhuǎn)化為沉淀除去；

(4)檢驗濾渣1中是否含有SO42-，具體操作是取少量濾渣1的洗滌液，向其中加入稀HCl酸化，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，說明濾渣1中含有SO42-。