Question

富铁铝土矿（主要含有A1₂O₃、Fe₂O₃、FeO和SiO₂）可用于制备净水剂明矾KAl（SO₄)₂·12H₂O和补血剂FeSO₄·7H₂O。工艺流程如下（部分操作和产物略去）：

  （1）操作1的名称是___________。

  （2）反应①②③④中是氧化还原反应的是_______（填写编号）。

  （3）综合考虑，金属X最好选择的试剂是__，写出该反应离子方方程式_______。

  （4）反应①的离子方程式是_________、__________。

  （5）溶液D中含有的金属阳离子是_______，检验方法是________。

  （6）用含铝元素27℅的上述矿石10吨，通过上述流程最多生产明矾____吨。

Answer

过滤 ④ Fe Fe+2Fe3+=3Fe2+ SiO2+2OH-=SiO32-+H2O Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O Fe2+ 取少量溶液D于试管中，滴入硫氰化钾溶液，无现象；再滴入几滴氯水，若变红；证明含有Fe2+ 47.4

【解析】本题考查化学工艺流程，涉及实验基本操作、化学反应类型、离子方程式的书写和化学计算，（1）操作I得到溶液和滤渣，因此操作I为过滤；（2）反应①中加入NaOH溶液，根据成分只有Al2O2和SiO2与NaOH反应，发生Al2O3＋2OH－=2AlO2－＋H2O，SiO2＋OH－=SiO32－＋H2O，不属于氧化还原反应，反应②中加入硫酸，发生的SiO32－＋2H＋=H2SiO3↓，AlO2－＋4H＋=Al3＋＋2H2O，没有化合价的改变，不属于氧化还原反应，反应③发生Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O，FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2O，没有化合价的改变，不属于氧化还原反应，根据操作4得到FeSO4·7H2O，说明反应④中加入一种金属，把Fe3＋转化成Fe2＋，即这种金属是铁单质，离子方程式为Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，存在化合价的变化，属于氧化还原反应；（3）操作4得到FeSO4·7H2O，不能引入新杂质，因此此金属为Fe，离子方程式为：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋；（4）根据（1）的分析，离子方程式为Al2O3＋2OH－=2AlO2－＋H2O，SiO2＋OH－=SiO32－＋H2O；（5）根据（3）的分析，溶液D中含有的金属阳离子是Fe2＋，利用Fe2＋的还原性，具体操作是取少量溶液D于试管中，滴入硫氰化钾溶液，无现象；再滴入几滴氯水，若变红；证明含有Fe2＋；（6）根据铝元素守恒，明矾的质量有10×106×27%×10－6×474/27t=47.4t。

点睛：本题的难点是问题（6），一般的化学计算，都有简单的方法，根据整个流程，铝的质量没有增加和减少，因此根据铝元素守恒，因此有10×106×27%×10－6×474/27t=47.4t。