Question

【题目】以固体废弃物粉煤灰（主要成分为SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO等）为原料制备Al2O3的流程如下：

已知：

Ⅰ．粉煤灰中的Al2O3、FeO、Fe2O3不溶于稀盐酸；

Ⅱ．此流程中氢氧化物沉淀的pH：Fe(OH)3沉淀区间为1.94～3.20；Fe(OH)2沉淀区间为7.06～8.95；Al(OH)3沉淀区间为3.69～4.89。

（1）采用两次酸浸而不直接用浓硫酸浸取的目的是 。提高热浸时反应速率可以采取的措施为 。

（2）滤渣的主要成分为 （填化学式）。还原的离子方程式为 。

（3）①氨水的浓度不同，铁、铝的沉淀率如图所示，当pH大于5.0时，产生的沉淀最终显浅黄色，其原因是 。

②该流程中通过在Fe2+和Al3+体系中分离铝铁，而没有在Fe3+和Al3+体系中分离，其原因是 。

Answer 1

【答案】

（1）直接用硫酸浸取会产生硫酸钙附着在粉煤灰表面阻碍反应的进行（2分）

搅拌或适当升高温度（2分）

（2）SiO2（1分）2Fe3+ +SO2+2H2O===2 Fe2+++4H+（3分）

（3）①产生氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁（2分）

②Fe3+和Al3+沉淀时pH相差不明显，不易分离；Fe2+和Al3+沉淀时pH相差明显，便于分离（2分）

【解析】

试题分析：

（1）直接用硫酸浸取会产生硫酸钙附着在粉煤灰表面阻碍进行，所以先用盐酸浸取除掉钙离子等杂质，再用硫酸浸取提取铝元素；搅拌或适当升高温度均可以提高反应速率，但由于浓度固定，改变浓度不符合题意；

（2）主要成分中只有二氧化硅不溶解于酸，所以其过滤得到；还原是把铁离子转变为亚铁离子，反应为2Fe3+ +SO2+2H2O===2 Fe2+++4H+；

（3）①根据图像观察当pH大于5.0时，产生氢氧化亚铁沉淀，其在空气中被氧化为红褐色的氢氧化铁，所以出现浅黄色；

②Fe3+和Al3+沉淀时pH相差不明显，不易分离；Fe2+和Al3+沉淀时pH相差明显，便于分离。