Question

【題目】根據(jù)題意填空
（1）地殼中含量第一金屬元素構(gòu)成的單質(zhì)A與化合物B（分子量為232）發(fā)生置換反應(yīng)，產(chǎn)物為黑色固體C和另一單質(zhì)D，單質(zhì)D與水蒸氣在高溫下可得到B．則
（i）寫出構(gòu)成金屬單質(zhì)A的元素在周期表中的位置為 ．
（ii）寫出D與水蒸氣反應(yīng)的化學方程式 ．
（2）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，一種綜合利用工藝設(shè)計如下：

（i）物質(zhì)X的化學式為 ． “堿溶”時反應(yīng)的離子方程式為 ．
（ii）為加快“酸浸”時的速率，可采取的措施有、等．（填兩種即可）
（iii）已知Fe3+開始沉淀和沉淀完全的pH分別為2.1和3.2，Al3+開始沉淀和沉淀完全的pH分別為4.1和5.4．為了獲得更多產(chǎn)品Al（OH）3 ， 從煤矸石的鹽酸浸取液開始，若只用CaCO3一種試劑，后續(xù)操作的實驗方案是 ．

Answer 1

【答案】
（1）第三周期ⅢA族；3Fe+4H2O Fe3O4+4H2
（2）CO2；Al（OH）3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O；增大鹽酸的濃度；升高反應(yīng)溫度、減小煤矸石顆粒大小、充分攪拌等；加入CaCO3調(diào)節(jié)pH到5.4，過濾得到沉淀
【解析】解：（1）地殼中含量第一金屬元素構(gòu)成的單質(zhì)A與化合物B（分子量為232）發(fā)生置換反應(yīng)，產(chǎn)物為黑色固體C和另一單質(zhì)D，單質(zhì)D與水蒸氣在高溫下可得到B，則A為Al，B為Fe3O4 ， C為Fe，D為Al2O3 ， （i）A為Al，A的元素在周期表中的位置為第三周期ⅢA族，
所以答案是：第三周期ⅢA族； （ii）D為Fe，D與水蒸氣反應(yīng)的化學方程式為3Fe+4H2O Fe3O4+4H2 ，
所以答案是：3Fe+4H2O Fe3O4+4H2； （2）含SiO2（63%）、Al2O3（25%）、Fe2O3（5%）及少量鈣鎂的化合物用鹽酸酸浸發(fā)生的反應(yīng)為：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O；Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O；則過濾的溶液為氯化鐵和氯化鋁的溶液，加碳酸鈣消耗溶液中的氫離子使三價鐵離子、三價鋁離子都水解生成氫氧化鐵、氫氧化鋁的沉淀，所以再加入氫氧化鈉，只要氫氧化鋁溶解反應(yīng)為：Al（OH）3+OH﹣═AlO2﹣+2H2O，所得溶液為偏鋁酸鈉溶液再通入二氧化碳進一步反應(yīng)又生成氫氧化鋁；（i）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，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，
所以答案是：CO2；Al（OH）3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O；（ii）根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素可知，為加快“酸浸”時的速率，可采取的措施有增大鹽酸的濃度、升高反應(yīng)溫度、減小煤矸石顆粒大小、充分攪拌等，
所以答案是：增大鹽酸的濃度、升高反應(yīng)溫度、減小煤矸石顆粒大小、充分攪拌等；（iii）Fe3+開始沉淀和沉淀完全的pH分別為2.1和3.2，Al3+開始沉淀和沉淀完全的pH分別為4.1和5.4，要使鐵離子完全沉淀而鋁離子不沉淀，則溶液的PH應(yīng)該為3.2，過濾氫氧化鋁沉淀時調(diào)節(jié)溶液pH為5.4，以使氫氧化鋁完全沉淀，
所以答案是：加入CaCO3調(diào)節(jié)pH到5.4，過濾得到沉淀．