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【题目】以粉煤灰(主要成分为Al2O3SiO2,还含少量Fe2O3)为原料制取氧化铝的部分工艺流程如下:

(1)“酸浸”过程发生的主要反应的离子方程式是_______________________________________________

“酸浸”在恒容密闭反应釜中进行,温度不宜过高的原因是________________________________________________________________________

(2)“除铁”生成Fe(OH)3的离子方程式为_________________,检验溶液中铁元素已经除尽的方法是________________________________________________________________________

(3)“结晶”是向浓溶液中通入HCl气体,从而获得AlCl3·6H2O晶体的过程,溶液中Al3和盐酸的浓度随通气时间的变化如下图所示。Al3浓度减小的原因是_________________________

(4)上述流程中,可以循环利用的物质是____

【答案】Al2O36H===2Al33H2O 温度太高,盐酸大量挥发会引起容器内压强过大,导致反应釜损坏 Fe33===Fe(OH)3↓+3CO2 静置,取少量上层清液于试管中,滴入KSCN溶液,溶液不变红色 盐酸浓度增大,溶液中Cl浓度增大,促进Al3形成AlCl3·6H2O晶体析出 HCl(或盐酸)

【解析】

制备Al2O3的流程:粉煤灰的主要成分为Al2O3SiO2(含少量杂质Fe2O3),加浓盐酸,Al2O3Fe2O3转化为离子,SiO2不溶于盐酸,过滤,滤渣为SiO2,滤液中含有Al3+Fe3+,加入适量碳酸氢铵,Fe3+转化为沉淀从而达到除铁的目的,滤液中氯化铝在氯化氢的氛围中加热结晶得AlCl3·6H2O晶体,AlCl3·6H2O晶体煅烧得到Al2O3以及副产品氯化氢,据此分析解答。

制备Al2O3的流程:粉煤灰的主要成分为Al2O3SiO2(含少量杂质Fe2O3),加浓盐酸,Al2O3Fe2O3转化为离子,SiO2不溶于盐酸,过滤,滤渣为SiO2,滤液中含有Al3+Fe3+,加入适量碳酸氢铵,Fe3+转化为沉淀从而达到除铁的目的,滤液中氯化铝在氯化氢的氛围中加热结晶得AlCl3·6H2O晶体,AlCl3·6H2O晶体煅烧得到Al2O3以及副产品氯化氢。

(1)“酸浸过程发生的主要反应为氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和水,反应的离子方程式是Al2O36H=2Al33H2O

酸浸在恒容密闭反应釜中进行,温度太高,盐酸大量挥发会引起容器内压强过大,导致反应釜损坏,故温度不宜过高;

(2)“除铁生成Fe(OH)3是氯化铁与碳酸氢铵发生双水解反应生成氢氧化铁、氯化铵和二氧化碳,反应的离子方程式为Fe33HCO=Fe(OH)33CO2,检验溶液中铁元素已经除尽的方法是静置,取少量上层清液于试管中,滴入KSCN溶液,溶液不变红色;

(3) 盐酸浓度增大,溶液中Cl浓度增大,促进Al3形成AlCl3·6H2O晶体析出,Al3浓度减小;

(4)上述流程中,结晶时必须用到氯化氢,而副产品为氯化氢,故可以循环利用的物质是HCl(或盐酸)

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②部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下表:

沉淀物

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Co(OH)2

Al(OH)3

Mn(OH)2

完全沉淀的pH

3.7

9.6

9.2

5.2

9.8

CoCl2·6H2O熔点为86℃,加热至110℃~120℃时,失去结晶水生成无水氯化钴。

请回答下列问题:

(1)写出浸出Co2O3发生反应的离子方程式:_____________________________

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