Question

（10分）某地煤矸石经预处理后含SiO₂(63%)、Al₂O₃(25%)、Fe₂O₃(5%)及少量钙镁的化合物等，一种综合利用煤矸石的工艺流程如下图所示。

（1）写出“酸浸”过程中主要反应的离子方程式(任写一个)：

                                                                  。

（2）物质X的化学式为________。“碱溶”时反应的离子方程式为_____________________________。

（3）已知Fe^3＋开始沉淀和沉淀完全的pH分别为2.1和3.2，Al^3＋开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.1和5.4。为了获得Al(OH)₃产品，从煤矸石的盐酸浸取液开始，若只用CaCO₃一种试剂，后续的操作过程是                                 ，再加入CaCO₃调节pH到5.4，过滤得到Al(OH)₃

（4）以煤矸石为原料还可以开发其他产品，例如在煤矸石的盐酸浸取液除铁后，常温下向AlCl₃饱和溶液中不断通入HCl气体，可析出大量AlCl₃·6H₂O晶体。结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因：                                                                             。

Answer

(10分)

（1）Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O 【 或Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O 】

（2）CO2 Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O

（3）加入CaCO3调节pH到3.2，过滤除去Fe(OH)3后

（4）AlCl3饱和溶液中存在溶解平衡AlCl3·6H2O(s)Al3＋(aq)＋3Cl—(aq)＋6H2O(l)，通入

HCl气体使溶液中的c(Cl－)增大，平衡向析出固体的方向移动，从而析出AlCl3·6H2O晶体。

【解析】

试题分析：（1）盐酸可与氧化铝或氧化铁反应，离子方程式为Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O 或Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O ；

（2）氯化铝和氯化铁水解都生成盐酸，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙和二氧化碳，所以物质X是二氧化碳，水解产生的氢氧化铝和氢氧化钠溶液反应生成可溶性偏铝酸钠，离子反应方程式为：Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O；

（3）根据已知可得，铁离子完全沉淀而铝离子不能沉淀的3.2