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）焙烧时发生氧化还原反应：______FeS₂+______O₂______Fe₂O₃+______SO₂↑，配平该方程式。

（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 4   11   2   8 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Fe2O3，Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，以此解答该题。

（1）粉碎高硫铝土矿的目的是增加接触面积，加快反应速率，提高浸出率；答案为增加接触面积，加快反应速率；

（2）反应中Fe元素化合价从+2价升高到+3价，S元素化合价从－1价升高到+4价，氧元素化合价从0价降低到－2价，根据电子得失和原子守恒可知配平后的反应方程式为4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2；

（3）Al2O3为两性氧化物，SiO2为酸性氧化物，Fe2O3为碱性氧化物，焙烧时，除发生FeS2的反应，还发生CaO与SiO2的反应，生成CaSiO3，即碱浸时发生的反应方程式为Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O；

（4）过滤后，滤液中有NaAlO2和NaOH，通入过量的CO2发生的离子方程式为AlO2－＋CO2＋2H2O＝HCO3－＋Al(OH)3↓、OH－＋CO2＝HCO3－；

（5）Fe2O3与FeS2发生的反应方程式为FeS2＋16Fe2O311Fe3O4＋2SO2↑，理论上完全反应消耗的n(FeS2)：n(Fe2O3)=1：16。