Question

【题目】土壤是人类赖以生存的最基本物质，以黏土为原料生产的产品伴随着人类文明的脚步．某兴趣小组以黏土为原料探究彩色水泥、轻质耐火材料的联合生产，其设计的流程如图所示．

已知：黏土的主要成分为2CaO3Al2O3FeOFe2O310SiO2nH2O．部分难溶物开始沉淀时和完全沉淀时的pH如表所示．

	Fe（OH）2	Fe（OH）3	Al（OH）3
开始沉淀时的pH	6.3	1.9	3.4
完全沉淀时的pH	8.3	3.2	4.7

（1）为提高酸浸速率，除适当增大硫酸浓度外，还可采取的措施有（任写一条）．
（2）向滤液Ⅰ中加入H2O2的作用是；用CaCO3调节溶液pH约为3.3，其目的是 ．
（3）红色水泥添加剂的主要成分是 ．
（4）物质X的化学式为 ．
（5）气体M的电子式为；向滤液Ⅲ中加入CaO的作用是（任写一条）．
（6）氮化铝广泛用于电子陶瓷等工业领域，以滤渣Ⅲ、碳及氮气为原料可制备氮化铝，用化学方程式表示制备过程：2Al（OH）3 Al2O3+3H2O、 ．

Answer 1

【答案】
（1）搅拌、适当升温、将废渣碾细成粉末
（2）将滤液中的Fe2+氧化为Fe3+；使Fe3+完全转化为Fe（OH）3沉淀而除去
（3）Fe2O3
（4）CaSO4?2H2O
（5）；与水反应放热，降低NH3的溶解度
（6）Al2O3+N2+3C 2AlN+3CO
【解析】解：根据流程图：黏土的主要成分为2CaO3Al2O3FeOFe2O310SiO2nH2O与硫酸反应生成硫酸钙、硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铁，加入双氧水将Fe2+氧化为Fe3+ ， 加CaCO3调节pH使Fe3+完全转化为Fe（OH）3沉淀而除去，得到滤渣Ⅱ为氢氧化铁，加热得红色水泥添加剂的主要成分为Fe2O3 ， 滤液Ⅱ中含硫酸钙、硫酸铝、加氨水，铝离子及大量钙离子转化为沉淀进入滤渣Ⅲ，滤液Ⅲ中主要含一水合氨、硫酸铵，加入CaO，与水反应放热，NH3的溶解度降低，得气体M为NH3 ， 滤液含硫酸钙，蒸发结晶得物质X为CaSO42H2O，CaSO42H2O与石灰石、黏土制水泥，（1）为提高酸浸速率，即加快反应速率，除适当增大硫酸浓度外，还可通过搅拌、适当升温、将废渣碾细成粉末可加快反应速率，所以答案是：搅拌、适当升温、将废渣碾细成粉末；（2）根据表格中部分难溶物开始沉淀时和完全沉淀时的pH，可知要除去Fe2+需将其氧化为Fe3+ ， 故向滤液Ⅰ中加入H2O2的作用是过氧化氢具有强氧化性，可将具有还原性的Fe2+氧化为Fe3+ ， 易于转化为Fe（OH）3而除去，用CaCO3调节溶液pH约为3.3，其目的是使Fe3+完全转化为Fe（OH）3沉淀而除去；
所以答案是：将滤液中的Fe2+氧化为Fe3+；使Fe3+完全转化为Fe（OH）3沉淀而除去；（3）根据流程图滤渣Ⅱ为氢氧化铁，加热得红色水泥添加剂的主要成分为Fe2O3 ，
所以答案是：Fe2O3；（4）根据流程图，物质X为B滤液含硫酸钙经蒸发结晶所得，且物质X与石灰石、黏土制水泥故物质X为CaSO42H2O，
所以答案是：CaSO42H2O；（5）根据流程图滤液Ⅲ中主要含一水合氨、硫酸铵，加入CaO，与水反应放热，NH3的溶解度降低，得气体M为NH3 ， 且气体M可制得氨水，故气体M为NH3 ，
所以答案是： ；与水反应放热，降低NH3的溶解度；（6）氮化铝广泛用于电子陶瓷等工业领域，以滤渣Ⅲ、碳及氮气为原料可制备氮化铝，根据流程图滤渣Ⅲ含Al（OH）3 ， 经加热得Al2O3 ， Al2O3 ， 与碳及氮气制得氮化铝及生成CO，
所以答案是：Al2O3+N2+3C 2AlN+3CO．