Question

20．榴石礦石可以看作由CaO、FeO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂組成．工業(yè)上對其進行綜合利用的流程如下：

（1）溶液Ⅰ中除了Ca²⁺外，還可能含有的金屬陽離子有Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺；
（2）步驟③中NaOH參加反應的離子方程式Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，鼓入空氣并充分攪拌的目的是（用化學方程式表示）4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（3）在工業(yè)生產(chǎn)中，步驟④通入過量CO₂而不加入鹽酸的原因是使用二氧化碳可以避免鹽酸過量使氫氧化鋁溶解，同時二氧化碳容易制備價格便宜．

Answer 1

分析 榴石礦石可以看作CaO、FeO、Fe₂O₃、A1₂O₃、SiO₂組成，加入鹽酸溶解過濾得到濾液中含氯化鈣、氯化亞鐵、氯化鐵、氯化鋁、鹽酸，固體為SiO₂，溶液中加入氫氧化鈉反應生成氫氧化鐵、氫氧化亞鐵、氫氧化鋁，過濾得到沉淀物A加熱過量氫氧化鈉通入空氣，氧化氫氧化亞鐵生成沉淀物氫氧化鐵和溶液Ⅱ為偏鋁酸鈉溶液，通入過量二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀，加熱分解生成氧化鋁；
（1）溶液Ⅰ除去鈣離子，含有陽離子Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺；
（2）步驟③中NaOH參加反應和氫氧化鋁反應生成偏鋁酸鈉溶液，鼓入空氣充分攪拌使為了氫氧化亞鐵氧化為氫氧化鐵；
（3）步驟④通入過量CO₂而不加入鹽酸的原因是避免鹽酸過量使氫氧化鋁溶解，二氧化碳制備方法簡單價格便宜．

解答 解：榴石礦石可以看作CaO、FeO、Fe₂O₃、A1₂O₃、SiO₂組成，加入鹽酸溶解過濾得到濾液中含氯化鈣、氯化亞鐵、氯化鐵、氯化鋁、鹽酸，固體為SiO₂，溶液中加入氫氧化鈉反應生成氫氧化鐵、氫氧化亞鐵、氫氧化鋁，過濾得到沉淀物A加熱過量氫氧化鈉通入空氣，氧化氫氧化亞鐵生成沉淀物氫氧化鐵，和溶液Ⅱ為偏鋁酸鈉溶液，通入過量二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀，加熱分解生成氧化鋁；
（1）依據(jù)流程分析判斷，溶液Ⅰ除去鈣離子，含有陽離子Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺，故答案為：Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺；
（2）步驟③中NaOH參加反應和氫氧化鋁反應生成偏鋁酸鈉溶液，反應的離子方程式為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，鼓入空氣充分攪拌使為了氫氧化亞鐵氧化為氫氧化鐵，方程式為4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，故答案為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（3）步驟④通入過量CO₂而不加入鹽酸的原因是避免鹽酸過量使氫氧化鋁溶解，二氧化碳制備方法簡單價格便宜，
故答案為：使用二氧化碳可以避免鹽酸過量使氫氧化鋁溶解，同時二氧化碳容易制備價格便宜．

點評 本題以框圖題形式考查鋁、硅、鐵的化合物的性質(zhì)、常用化學用語的書寫、物質(zhì)的分離提純等，難度中等，清楚工藝流程原理是解題的關鍵，是對知識遷移的綜合運用．