Question

【题目】利用化肥生产中的废催化剂(主要成分为Al2O3、K2O、少量的CoO、SiO2等)来制取明矾的工艺流程如图所示。

(1)KAl(SO4)2 12H2O中A1的化合价为__________。

(2)废催化剂在浸取前进行球磨的主要目的是______________。

(3)浸取时Al2O3溶解的化学方程式为_________；滤渣的主要成分是______________ (填化学式)。

(4)实验测得K2CO3的加入量与KA1(SO4)2 12H2O产率及纯度关系如下表所示：

编号	1	2	3	4
K2CO3加入量/g	2	4	6	8
产品质量/g	3.3	5.7	4.6	4.5
明矾纯度/%	99.1	98.2	91.4	84.9

当K2CO3的加入量超过4 g后，晶体的质量减少且纯度降低，其原因是__________________。

Answer 1

【答案】 +3 提高酸浸时的浸取率 Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O SiO2 K2CO3加入过多会导致溶液酸度降低，使Al3+水解生成A1(OH)3

【解析】(1)令铝的化合价为x，由在化合物中化合价的代数和为0可知，1×1+x+(6-2×4)×2=0，x=3，KAl(SO4)2 12H2O中A1的化合价为+3价；(2)废催化剂在浸取前进行球磨的主要目的是将块状固体粉碎，提高酸浸时的浸取率；(3)浸取时Al2O3溶解于硫酸生成盐和水，化学方程式为Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O；滤渣的主要成分是不溶于酸的SiO2；K2CO3溶于水后水解使溶液呈碱性，当K2CO3的加入量超过4 g后，晶体的质量减少且纯度降低，其原因是K2CO3加入过多会导致溶液酸度降低，使Al3+水解生成A1(OH)3。