Question

【题目】煤矸石(主要成份是SiO2和Al2O3还含有少量的Fe2O3、K2O、TiO2)活化后，可以制备六水三氯化铝(AlCl3·6H2O)，工艺流程如下图所示。

回答下列问题：

(1)焙烧至700℃左右可使煤矸石活化，活化过程中会发生一系列反应，写出SiO2与K2O反应的化学方程式______________，焙烧后的矸石颗粒有微孔，不需研磨成粉即可进行酸溶，原因是_____________。

(2)本工艺的突出特点是通过向饱和溶液中通HCl来得到产品和对一次残渣进行二次酸浸，HCl的作用是_________________和抑制Al3+水解，二次酸浸的目的是___________________。

(3)四轮循环后所得结晶滤液中，含有较多杂质离子，必须在常温下进行如下图所示的处理

已知：Ksp(Fe(OH)3]=1.0×10-38，Ksp(Al(OH)3]=1.0×10-33，当离子浓度等于1.0×10-5mol·L-1时，可认为其已沉淀完全。

滤渣1中所含金属元素为___________，获得滤渣2时，应调节溶液的pH至少为_________，在该流程中，滤渣3可循环使用，则生成滤渣2的离子方程式为_________________。

Answer 1

【答案】SiO2+K2OK2SiO3 矸石颗粒有微孔，与酸溶液接触面积较大 降低产品的溶解度 提高原料的利用率 Ti(或钛) 3 Fe3++ Al(OH)3 =Fe(OH)3+Al3+

【解析】

(1)SiO2是酸性氧化物与碱性氧化物反应生成含氧酸盐，SiO2与K2O反应的化学方程式：SiO2+K2OK2SiO3 ；焙烧后的矸石颗粒有微孔，不需研磨成粉即可进行酸溶，矸石颗粒有微孔，与酸溶液接触面积较大；(2)本工艺的突出特点是通过向饱和溶液中通HCl，来得到产品和对一次残渣进行二次酸浸，HCl的作用是降低产品的溶解度和抑制Al3+水解，二次酸浸的目的是：提高原料的利用率；(3)当离子浓度等于1.0×10-5mol·L-1时，由Ksp(Fe(OH)3]=1.0×10-38，c（OH－）= =1.0×10-11mol·L-1，pH=3时铁沉淀完全；同理，Ksp(Al(OH)3]=1.0×10-33，c（OH－）= =4.6×10-10mol·L-1，pH=4.6时铝沉淀完全；滤渣1中所含金属元素为Ti(或钛)，滤渣2的主要成分是氢氧化铁，pH=3时铁沉淀完全，获得滤渣2时，应调节溶液的pH至少为3，在该流程中，滤渣3主要成分是氢氧化铝，可循环使用，则生成滤渣2的离子方程式为 Fe3++ Al(OH)3 =Fe(OH)3+Al3+。