Question

【题目】聚合硫酸铁铝（PFAS）是一种新型高效水处理剂。利用硫铁矿烧渣（主要成分为Fe3O4、FeO、SiO2等）为铁源，粉煤灰（主要成分为Ai2O3、 Fe2O3 、FeO等）为铝源，制备PFAS的工艺流程如下：

（1）“碱溶”时，Ai2O3发生反应的化学方程式____________ 。

（2）“酸溶II”时 ，Fe3O4发生反应的离子方程式为_________

（3）“滤渣I”、“滤渣II”在本流程中能加以利用的是________

（4）酸度对絮凝效果和水质有显著影响。若产品PFAS中残留硫酸过多，使用时产生的不良后果是________。

Answer 1

【答案】Ai2O3+2NaOH=2NaAiO2 + H2O Fe3O4+ 8H+ =2Fe3+ + Fe2+ + 4H2O 滤渣Ⅰ 硫酸抑制Ai3+ 和Fe3+水解，降低絮凝效果；水的酸度增大，影响水质

【解析】

粉煤灰（主要成分为Al2O3、Fe2O3、FeO等），加入NaOH溶液使Al2O3溶解，其方程式为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，氧化铁、氧化亚铁和氢氧化钠不反应，通入过量CO2，发生的反应为CO2+NaAlO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3；再加入H2SO4时，其反应原理为2Al(OH)3+3H2SO4=Al2(SO4)3+6H2O，结晶得到Al2(SO4)3晶体；硫铁矿烧渣（主要成分为Fe3O4、FeO、SiO2等），向硫铁矿烧渣中加入H2SO4，其方程式为FeO+H2SO4=FeSO4+H2O，Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O，二氧化硅与硫酸不反应，加入过氧化氢氧化亚铁盐为铁盐，结晶Ⅰ结晶Ⅱ制备PFAS。

(1)氧化铝为两性氧化物，“碱溶”时，Al2O3发生反应的化学方程式为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；

(2)四氧化三铁中铁为+2，为+3，“酸溶Ⅱ”时，Fe3O4发生反应的离子方程式为Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O；

(3)依据上述分析可知，“滤渣Ⅰ”中含有Fe2O3、FeO，“滤渣Ⅱ”中含有SiO2，根据工艺流程，滤渣Ⅰ可加以利用；

(4)PFAS溶于水，产生Fe3+、Al3+，Fe3+、Al3+水解生成氢氧化铝胶体和氢氧化铁胶体，能净水，酸度对絮凝效果和水质有显著影响，若产品PFAS中残留过多，使用时产生的不良后果是，因为Fe3+、Al3+水解均呈酸性，所以产品PFAS中硫酸残留过多，会抑制Al3+、Fe3+水解，降低絮凝效果，并且酸度过大影响水质。