Question

【題目】某地以高硫鋁土礦主要含Al2O3、Fe2O3、SiO2和少量的FeS2等提取氧化鋁和磁性氧化鐵，直接堿溶法往往形成鋁硅酸鈉沉淀[NamAlmSinO16(OH)5]而造成鋁損失。一種改進(jìn)后的流程如下：

⑴鐵在元素周期表中的位置是________________；NamAlmSinO16(OH)5中的m和n之間滿足什么樣的代數(shù)式________；寫(xiě)出濾渣Ⅰ主要成分的一種用途：________________________；反應(yīng)Ⅲ加入FeS2的目的是作為________________________填“氧化劑”或“還原劑”。

⑵焙燒Ⅰ過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量紅棕色煙塵和SO2氣體，寫(xiě)出產(chǎn)生這一現(xiàn)象的化學(xué)方程式：________________________________________________。

⑶焙燒Ⅱ由氧化鋁、氧化鐵制得可溶性的NH4Al(SO4)2、NH4Fe(SO4)2。提取率隨溫度、時(shí)間變化曲線如圖所示，最佳的焙燒時(shí)間與溫度是________________。若以NH4R(SO4)2表示NH4Al(SO4)2、NH4Fe(SO4)2，相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式為________________________。

⑷下列有關(guān)鋁硅酸鈉[NamAlmSinO16(OH)5]中所含元素性質(zhì)的說(shuō)法正確的是________。

A.因?yàn)樵�子半徑�?/span>Na > S，所以離子半徑：Na+ > S2－

B.因?yàn)榉墙饘傩裕?/span>S > Si，所以簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性：SiH4 < H2S

C.因?yàn)榉墙饘傩裕?/span>O > S，所以沸點(diǎn)； H2S > H2O

D.因?yàn)榻饘傩裕?/span>Na > Al，所以堿性：NaOH > Al(OH)3

⑸為了測(cè)定Wg高硫鋁土礦中鋁元素的含量，將流程中制取的Al2O3溶解于足量稀硫酸，配成250mL溶液，取出25mL，加入c mol·L－1 EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液amL，調(diào)節(jié)溶液pH約為4.2，煮沸，冷卻后用b mol·L－1 CuSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)量的EDTA至終點(diǎn)，消耗CuSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液V mL(已知Al3+、Cu2+與EDTA反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量比均為1:1)。則Wg高硫鋁土礦中鋁元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________________________用含V、W、a、b、c的代數(shù)式表示。

Answer 1

【答案】第四周期VIII族 4m + 4n =37 制玻璃等 還原劑 4 FeS2 + 11O2 8SO2+ 2 Fe2O3 60min、450℃左右 R2O3 +4 (NH4)2SO4 2NH4R(SO4)2 + 6NH3↑+ 3H2O BD

【解析】

⑴鐵在元素周期表中的位置是第四周期VIII族；根據(jù)NamAlmSinO16(OH)5化合價(jià)代數(shù)和為0，得出m和n之間關(guān)系；濾渣Ⅰ主要成分是二氧化硅，用于制玻璃等；反應(yīng)Ⅲ加入氧化鐵和FeS2反應(yīng)生成四氧化三鐵，氧化鐵中鐵化合價(jià)部分降低，FeS2中硫化合價(jià)升高。

⑵焙燒Ⅰ過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量紅棕色煙塵和SO2氣體，根據(jù)氧化還原反應(yīng)寫(xiě)出化學(xué)方程式。

⑶根據(jù)圖像得出，焙燒時(shí)間在60min提取率基本達(dá)到比較大的值，再持續(xù)加熱，提取率增加很少，但增加了成本，因此焙燒時(shí)間60min，溫度在450℃左右，提取率最大，根據(jù)反應(yīng)原理寫(xiě)出相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式。

⑷A．因?yàn)樵�子半徑�?/span>Na > S，層多徑大比較半徑；

B．因?yàn)榉墙饘傩裕?/span>S > Si，從左到右，簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性越來(lái)越強(qiáng)；

C．因?yàn)榉墙饘傩裕?/span>O > S，水中存在分子間氫鍵；

D．因?yàn)榻饘傩裕?/span>Na > Al，從左到右堿性逐漸減弱。

⑸根據(jù)Al3+、Cu2+與EDTA反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量比均為1:1，先求出n(Al3+)，再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行計(jì)算。

⑴鐵在元素周期表中的位置是第四周期VIII族；根據(jù)NamAlmSinO16(OH)5化合價(jià)代數(shù)和為0，得出(+1)×m+(+3)×m+(+4)×n+(-2)×16+(-1)×5 = 0，m和n之間滿足4m + 4n =37；濾渣Ⅰ主要成分是二氧化硅，用于制玻璃等；反應(yīng)Ⅲ加入氧化鐵和FeS2反應(yīng)生成四氧化三鐵，氧化鐵中鐵化合價(jià)部分降低，FeS2中硫化合價(jià)升高，目的是作為還原劑；

故答案為：第四周期VIII族；4m + 4n =37；制玻璃等；還原劑。

⑵焙燒Ⅰ過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量紅棕色煙塵和SO2氣體，其化學(xué)方程式：4 FeS2 + 11O2 8SO2+ 2 Fe2O3；

故答案為：4FeS2 + 11O28SO2+ 2 Fe2O3。

⑶根據(jù)圖像得出，焙燒時(shí)間在60min提取率基本達(dá)到比較大的值，再持續(xù)加熱，提取率增加很少，但增加了成本，因此焙燒時(shí)間60min，溫度在450℃左右，提取率最大，因此最佳的焙燒時(shí)間與溫度是60min、450℃左右，以NH4R(SO4)2表示的相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式為R2O3 +4 (NH4)2SO4 2NH4R(SO4)2 + 6NH3 + 3H2O；

故答案為：60min、450℃左右；R2O3 +4 (NH4)2SO4 2NH4R(SO4)2 + 6NH3 + 3H2O；

⑷A．因?yàn)樵�子半徑�?/span>Na > S，層多徑大，因此離子半徑： S2－> Na+，故A錯(cuò)誤；

B．因?yàn)榉墙饘傩裕?/span>S > Si，從左到右，簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性越來(lái)越強(qiáng)，即SiH4 < H2S，故B正確；

C．因?yàn)榉墙饘傩裕?/span>O > S，水中存在分子間氫鍵，因此沸點(diǎn)； H2O >H2S，故C錯(cuò)誤；

D．因?yàn)榻饘傩裕?/span>Na > Al，從左到右堿性逐漸減弱，因此堿性：NaOH > Al(OH)3，故D正確。

故答案為BD。

⑸根據(jù)Al3+、Cu2+與EDTA反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量比均為1:1，得出n(Al3+)= c mol·L－1 ×a×10-3L－b mol·L－1 ×V×10-3L = (ac －bV) ×0-3mol，則Wg高硫鋁土礦中鋁元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為；

故答案為：。