Question

【題目】一種用鋁土礦和硫鐵礦燒渣(配料中含Al2O3、Fe2O3、FeO及SiO2等)為原料制備無(wú)機(jī)高分子絮凝劑聚合堿式氯化鋁鐵的流程如下：

(1)配料中屬于兩性氧化物的是______，步驟Ⅱ酸溶時(shí)，Fe2O3被溶解的化學(xué)方程式為_____。

(2)“濾渣1”的主要成分為________ (填化學(xué)式)，為檢驗(yàn)“過濾1”后的溶液中是否含有Fe3＋，可選用的化學(xué)試劑是_________。

(3)步驟Ⅳ加入H2O2溶液的目的是______，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__。

(4)步驟Ⅴ調(diào)節(jié)pH＝3發(fā)生反應(yīng)生成聚合堿式氯化鋁鐵，若溶液pH過大，可能造成的影響是_________；步驟Ⅵ包含的操作有過濾、________、干燥得到產(chǎn)品。

(5)測(cè)定聚合堿式氯化鋁鐵｛可表示為［FeaAlb(OH)xCly］n｝中n(Fe)/n(Al)的比值的步驟如下：

步驟1：準(zhǔn)確稱取產(chǎn)品5.710g溶于水，加入足量的稀氨水，過濾，將濾渣灼燒至質(zhì)量不再變化，得到3.350g固體。

步驟2：另準(zhǔn)確稱取相同質(zhì)量樣品，溶于足量NaOH溶液，過濾，充分洗滌，將濾渣灼燒至質(zhì)量不再變化，得到固體0.8000g。

計(jì)算產(chǎn)品中n(Fe)/n(Al)的比值。(寫出計(jì)算過程)____________

Answer 1

【答案】Al2O3 Fe2O3+ 6HCl＝2FeCl3+3H2O SiO2 KSCN溶液 把溶液中的亞鐵離子氧化為鐵離子 2Fe2++ H2O2+2H+= 2Fe3++2H2O 得到的是Fe(OH)3和Al(OH)3 洗滌 5:1

【解析】

由流程圖可知，鋁土礦和硫鐵礦燒渣酸溶時(shí)，Al2O3、Fe2O3和FeO與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁、氯化鐵和氯化亞鐵，SiO2不與鹽酸反應(yīng)，過濾得含有氯化鋁、氯化鐵和氯化亞鐵的濾液，濾渣1為沒有反應(yīng)的SiO2；酸性條件下，向?yàn)V液中加入雙氧水溶液，氯化亞鐵被雙氧水氧化生成氯化鐵；向反應(yīng)后的溶液中加入氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)溶液pH為3，促進(jìn)氯化鋁和氯化鐵的水解得到聚合堿式氯化鋁鐵，若溶液pH過大，可能會(huì)使氯化鋁和氯化鐵轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀，降低聚合堿式氯化鋁鐵的產(chǎn)率；靜置后，過濾、洗滌和干燥得到聚合堿式氯化鋁鐵產(chǎn)品。

（1）配料中Al2O3為兩性氧化物，Fe2O3、FeO為堿性氧化物，SiO2為酸性氧化物；步驟Ⅱ酸溶時(shí)，Fe2O3與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O，故答案為：Al2O3；Fe2O3+ 6HCl＝2FeCl3+3H2O；

（2）酸性氧化物SiO2不與鹽酸反應(yīng)，過濾得到的濾渣1為沒有反應(yīng)的SiO2；實(shí)驗(yàn)室用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3＋，故答案為：SiO2；KSCN溶液；

（3）步驟Ⅳ為酸性條件下，氯化亞鐵被雙氧水氧化生成氯化鐵，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++ H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，故答案為：2Fe2++ H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；

（4）步驟V若將溶液pH過大，可能會(huì)使氯化鋁和氯化鐵轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀，降低聚合堿式氯化鋁鐵的產(chǎn)率；靜置后，過濾、洗滌和干燥得到聚合堿式氯化鋁鐵產(chǎn)品，故答案為：得到的是Fe(OH)3和Al(OH)3；洗滌；

（5）由步驟2在5.710樣品中：160g·mol－1×n(Fe2O3)=0.8000g，n(Fe2O3)=0.0050mol，相，由步驟1在5.710g樣品中：102g·mol－1×n(Al2O3)+160g·mol－1×n(Fe2O3)=3.350g，102g·mol－1×n(Al2O3)=3.350g－0.8000g，n(Al2O3)=0.025mol，則n(Al)：n(Fe)=（2×0.025mol）：（2×0.005mol）=5:1，即產(chǎn)品中n(Fe)/n(Al)的比值為：5:1。