Question

(12分)聚合硫酸铁铝(PFAS)是一种新型高效水处理剂。利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe₃O₄、FeO、SiO₂等)为铁源、粉煤灰(主要成分为Al₂O₃、Fe₂O₃、FeO等)为铝源，制备PFAS的工艺流程如下：

（1）“碱溶”时，Al₂O₃发生反应的化学方程式为                          。

（2）“酸溶Ⅱ”时，Fe₃O₄发生反应的离子方程式为                        。

（3）“滤渣Ⅰ”、“滤渣Ⅱ”在本流程中能加以利用的是                     。

（4）“氧化”时应控制温度不超过57℃，其原因是                         。

（5）“氧化”时若用酸性高锰酸钾溶液代替，发生反应的离子方程式是                        。

（6）酸度对絮凝效果和水质有显著影响。若产品中残留过多，使用时产生的不良后果是                                               

Answer

（12分）（1）Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O（2分）

（2）Fe3O4＋8H＋=2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O（2分）（3）滤渣Ⅰ（2分）；（4）温度过高，H2O2会分解（2分）

（5）2Fe2＋＋MnO2＋4H＋＝2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O（2分）

（6）硫酸抑制Al3＋和Fe3＋水解，降低絮凝效果；水的酸度增大，影响水质（2分）

【解析】

试题分析：（1）“碱溶”时，两性氧化物Al2O3与NaOH发生反应产生NaAlO2和水，反应的化学方程式为Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O；（2）矿渣用硫酸溶解时，Fe3O4与硫酸发生反应产生硫酸铁、硫酸亚铁和水。发生反应的离子方程式为Fe3O4＋8H＋=2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。（3）“滤渣Ⅰ”的成分是Fe2O3、FeO ；“滤渣Ⅱ”的成分是SiO2。根据物质的转化关系可知在本流程中能加以利用的是滤渣Ⅰ；（4）用H2O2可以把Fe2+氧化为Fe3+，但是若氧化温度过高。H2O2就会发生分解反应而失去氧化作用，所以应控制温度不超过57℃；（5）“氧化”时若用酸性高锰酸钾溶液代替，根据电子转移数目相等，可知发生反应的离子方程式是2Fe2＋＋MnO2＋4H＋＝2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O；（6）酸度对絮凝效果和水质有显著影响。若产品中残留酸过多，使用时会抑制Al3＋和Fe3＋水解，降低絮凝效果；而且水的酸度增大，影响水质。因此要严格控制溶液的酸度。

考点：考查聚合硫酸铁铝工艺流程的知识。主要包括反应条件的控制、离子方程式的书写、盐的水解、物质循环利用的知识。