Question

（本题满分22分）粉煤灰中含有SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃等，某实验室对其进行处理的流程如图所示：

回答下列问题：

（1）第①步得到的“熟料”中可溶性的成分主要是NH₄Fe（SO₄）₂、NH₄Al（SO₄）₂等，写出生成NH₄Fe（SO₄）₂的化学方程式　　　　　　，在NH₄Al（SO₄）₂溶液中加入Ba（OH）₂溶液使硫酸根离子恰好完全沉淀，写出反应的离子方程式：　　　　　　；

（2）滤渣B的主要成分为　　　　　　，其与NaOH溶液反应的离子方程式为　　　　　　。

（3）已知K_SP[Fe（OH）₃]=4×10^﹣38，K_SP[Al（OH）₃]=1×10^﹣33．为实现步骤③的实验目的，应使溶液中c（Fe³⁺）、c（Al³⁺）均小于或等于1×10^﹣9mol•L^﹣1可认为完全沉淀，则溶液A至少应调节到pH=　　　　　　；用NH₄HCO₃调节pH的实验原理为　　　　　　（用离子方程式表示）。

（4）实验室进行第④步操作时，所需的仪器是酒精灯、石棉网、三脚架、　　　　　　、　　　　　　，得到的晶体主要成份是　　　　　　（填化学式）．第⑤步所加试剂D是　　　　　　；第⑥步生成Al（OH）₃的离子方程式为　　　　　　。

Answer

（1）Fe2O3+4NH4HSO42NH4Fe（SO4）2+2NH3↑+3H2O；

2Ba2++4OH﹣+NH4++Al3++2SO42﹣＝2BaSO4↓+NH3•H2O+Al（OH）3↓；

（2）SiO2、SiO2+2OH﹣＝SiO32﹣+H2O； （3）6；H++HCO3﹣＝H2O+CO2↑

（4）玻璃棒；蒸发皿；（NH4）2SO4；NaOH溶液；[Al（OH）4]﹣+CO2+H2O＝Al（OH）3↓+HCO3－

【解析】

试题分析：（1）根据题意，Fe2O3与NH4HSO4反应生成 NH4Fe（SO4）2和氨气与水，反应的化学方程式为Fe2O3+4NH4HSO42NH4Fe（SO4）2+2NH3↑+3H2O；在NH4Al（SO4）2溶液中加入Ba（OH）2溶液使硫酸根离子恰好完全沉淀，则还会生成氨水和氢氧化铝沉淀，反应的离子方程式为2Ba2++4OH﹣+NH4++Al3++2SO42﹣＝2BaSO4↓+NH3•H2O+Al（OH）3↓；

（2）SiO2不溶于一般酸性溶液，不溶于氨水；SiO2是酸性氧化物，与NaOH溶液反应的离子方程式为SiO2+2OH﹣＝SiO32﹣+H2O；

（3）根据KSP[Al（OH）3]＝1×10﹣33；c（Al3+）均小于或等于1×10﹣9 mol•L﹣1可认为完全沉淀，c（OH﹣）＝mol/L＝1×10﹣8mol/L，则常温下溶液的pH＝6；在酸性溶液中发生H++HCO3﹣＝H2O+CO2↑，所以可以用NH4HCO3调节pH；

（4）实验室进行第④步操作时，滤液C得到硫酸铵，所需的仪器是酒精灯、石棉网、三脚架、玻璃棒、蒸发皿；第⑤步所加试剂NaOH，生成四羟基合硫酸根离子，第⑥步生成Al（OH）3的离子方程式为[Al（OH）4]﹣+CO2+H2O＝Al（OH）3↓+HCO3－。

【考点定位】本题主要是考查物质制备工艺流程图分析

【名师点晴】对于工业流程的分析是该问题的难点。将该工业流程转化为化学的问题及掌握基本的化学知识是解题的关键。包括反应原理的判断、基本操作的判断、仪器的选择、物质或操作作用的分析、电解反应原理的应用、操作方案的设计、误差分析、物质质量分数的计算等。这类题目距离生活较远，因此学生会感到无从下手。解决本类题目的基本方法和步骤为：（1）从题干中获取有用信息，了解生产的产品。（2）然后整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。（3）分析流程中的每一步骤，从以下几个方面了解流程：①反应物是什么；②发生了什么反应；③该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务。