Question

以高硫铝土矿（主要成分为Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂，少量FeS₂和金属硫酸盐）为原料，生产氧化铝并获得Fe₃O₄的部分工艺流程如下：

（1）粉碎高硫铝土矿石的目的是___。

（2）第一次焙烧时发生氧化还原反应：___。

（3）碱浸时发生反应的化学方程式为___。

（4）过滤后向滤液中通入过量的CO₂气体，反应的离子方程式为___；___。

（5）“过滤”得到的滤渣中含有大量的Fe₂O₃。Fe₂O₃与FeS₂混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe₃O₄和SO₂，理论上完全反应消耗的n（FeS₂）：n（Fe₂O₃）=___。

Answer

增大接触面积，加快反应速率 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 Al2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O OH－＋CO2＝HCO3－ AlO2－＋CO2＋2H2O＝HCO3－＋Al(OH)3↓ 1：16

【解析】

高硫铝土矿（主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金属硫酸盐）粉碎后通入空气、加入氧化钙焙烧，其中氧化钙和二氧化硫反应生成亚硫酸钙，和二氧化硅反应生成硅酸钙，得到产物加入氢氧化钠溶液碱浸其中氧化铝溶解生成偏铝酸钠溶液，经操作Ⅰ得到的固体中含大量的Fe2O3．Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2

（1）矿石粉碎可以增大固体和气体接触面积，加快反应速率。

（2）焙烧时发生氧化还原反应，第一次焙烧时发生氧化还原反应：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2。

（3）过滤前使用NaOH溶液进行碱浸，Al2O3转化为NaAlO2，反应的化学方程式为：Al2O3+2NaOH=NaAlO2+H2O。

（4）向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，可以将AlO2－转化为Al（OH）3，反应的离子方程式为：AlO2－+CO2+2H2O=HCO3－+Al（OH）3↓，OH－＋CO2＝HCO3－。

（5）过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3，Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，设有xmolFe3O4和ymolFeS2完全参加反应，根据电子得失守恒：2x×（3-8/3）=2y×5+y×（8/3-2），解得x/y=16，所以理论上完全反应消耗的n（FeS2）：n（Fe2O3）=1：16。