Question

【题目】以粉煤灰（主要含3Al2O3·2SiO2、SiO2，还含有少量CaO、Fe2O3等物质）为原料制取Al2O3的流程如图：

（1）当(NH4)2SO4和3Al2O3·2SiO2的配比a（a=）不同时，“焙烧”后所得产物的X射线衍射谱图如图所示（X射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同）。由图可知，当a=___时，3Al2O3·2SiO2的利用率最高。

（2）“沉淀、过滤”所得滤渣为Fe(OH)3和Al(OH)3，生成Fe(OH)3的离子反应方程式为___。

（3）“碱浸”加入NaOH发生反应的离子方程式为___。

（4）“水解、过滤”可得到Al(OH)3沉淀，升高温度有利于水解的原因是___。该步骤可将加水改成通入过量的___气体。

（5）流程中，可以回收并循坏利用的物质除NH3外，还有___和___。

Answer 1

【答案】8 Fe3+＋3NH3＋3H2O=Fe(OH)3↓＋3NH4+ OH-＋Al(OH)3=AlO2-＋2H2O 水解为吸热反应，升高温度有利于平衡正向进行 CO2 NaOH (NH4)2SO4

【解析】

粉煤灰、(NH4)2SO4进行灼烧处理，把3Al2O3·2SiO2转化为NH4Al (SO4)2，且当(NH4)2SO4和3Al2O3·2SiO2的配比a（a=）不同时各产物含量不同，如图a=8时，体系中NH4Al (SO4)2含量最高，此时3Al2O3·2SiO2的利用也率最高。加硫酸进行酸浸，过滤，滤液中含有Al3+、Fe3+以及其他可溶性离子，通入氨气生成沉淀Al(OH)3和Fe(OH)3，滤液Ⅰ为(NH4)2SO4，加入氢氧化钠进行碱浸取过滤，滤渣为Fe(OH)3滤液Ⅱ为NaOH 和NaAlO2，加水水解得到Al(OH)3沉淀，煅烧得氧化铝。

（1）根据分析，当(NH4)2SO4和3Al2O3·2SiO2的配比a=8时，体系中NH4Al (SO4)2含量最高，此时3Al2O3·2SiO2的利用也率最高。

（2）通入氨气“沉淀、过滤”所得滤渣为Fe(OH)3和Al(OH)3，生成Fe(OH)3离子反应方程式：Fe3+＋3NH3＋3H2O=Fe(OH)3↓＋3NH4+；

（3）根据分析，“碱浸”加入NaOH发生反应的离子方程式为OH-＋Al(OH)3=AlO2-＋2H2O；

（4）“水解、过滤”可得到Al(OH)3沉淀，水解过程是吸热的，升高温度促进AlO2-水解；该步骤可将加水改成通入过量的酸性气体二氧化碳（CO2＋AlO2-＋2H2O= HCO3- ＋Al(OH)3↓）；

（5）流程中，滤液Ⅰ为(NH4)2SO4，滤液Ⅱ含有NaOH ，故可以回收并循坏利用的物质除NH3外，还有(NH4)2SO4和NaOH。