Question

【題目】以高硫鋁土礦（主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金屬硫酸鹽）為原料，生產(chǎn)氧化鋁并獲得Fe3O4的部分工藝流程如下：

（1）粉碎高硫鋁土礦石的目的是___。

（2）第一次焙燒時(shí)發(fā)生氧化還原反應(yīng)：___。

（3）堿浸時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___。

（4）過(guò)濾后向?yàn)V液中通入過(guò)量的CO2氣體，反應(yīng)的離子方程式為___；___。

（5）“過(guò)濾”得到的濾渣中含有大量的Fe2O3。Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，理論上完全反應(yīng)消耗的n（FeS2）：n（Fe2O3）=___。

Answer 1

【答案】增大接觸面積，加快反應(yīng)速率 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 Al2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O OH－＋CO2＝HCO3－ AlO2－＋CO2＋2H2O＝HCO3－＋Al(OH)3↓ 1：16

【解析】

高硫鋁土礦（主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金屬硫酸鹽）粉碎后通入空氣、加入氧化鈣焙燒，其中氧化鈣和二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈣，和二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈣，得到產(chǎn)物加入氫氧化鈉溶液堿浸其中氧化鋁溶解生成偏鋁酸鈉溶液，經(jīng)操作Ⅰ得到的固體中含大量的Fe2O3．Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2

（1）礦石粉碎可以增大固體和氣體接觸面積，加快反應(yīng)速率。

（2）焙燒時(shí)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，第一次焙燒時(shí)發(fā)生氧化還原反應(yīng)：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2。

（3）過(guò)濾前使用NaOH溶液進(jìn)行堿浸，Al2O3轉(zhuǎn)化為NaAlO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Al2O3+2NaOH=NaAlO2+H2O。

（4）向“過(guò)濾”得到的濾液中通入過(guò)量CO2，可以將AlO2－轉(zhuǎn)化為Al（OH）3，反應(yīng)的離子方程式為：AlO2－+CO2+2H2O=HCO3－+Al（OH）3↓，OH－＋CO2＝HCO3－。

（5）過(guò)濾”得到的濾渣中含大量的Fe2O3，Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，設(shè)有xmolFe3O4和ymolFeS2完全參加反應(yīng)，根據(jù)電子得失守恒：2x×（3-8/3）=2y×5+y×（8/3-2），解得x/y=16，所以理論上完全反應(yīng)消耗的n（FeS2）：n（Fe2O3）=1：16。