Question

某火电厂收捕到的粉煤灰的主要成分为SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃、MgO、TiO₂等。研究小组对其进行综合处理的流程如下：

已知：①“酸浸”后钛主要以TiOSO₄形式存在，强电解质TiOSO₄在溶液中仅能电离SO₄^2-和一种阳离子

②常温下，K_sp[Al(OH)₃]=1.0×10^-34，K_sp[Fe(OH)₃]=4.0×10^-38，K_sp[Mg(OH)₂]= 5.61×10^-12

③滤液1中仍有Fe²⁺剩余

请回答下列问题：

（1）为了提高粉煤灰浸出速率，在“酸浸”时可采取的措施有_______________________

（2）“水解”反应的离子方程式为______________________________________。怎样判断TiO₂•xH₂O沉淀已经洗涤干净____________________________________________。

（3）加入双氧水调节溶液pH时离子方程式为_______________________________________。滤渣2成分为________________。为使滤渣2沉淀完全(溶液中离子浓度小于10^-5mol/L)。需“调pH”为________。（保留两位有效数字）

（4）滤液3在蒸发结晶制备MgCl₂•6H₂O应注意_____________________________________。

（5）“结晶”需控制在70℃左右，温度过高的后果会导致的后果为________________________。

Answer

适当升高温度，增大硫酸的浓度，将粉煤灰研成粉末或搅拌等 TiO2++(x+1)H2O=TiO2·xH2O+2H+ 取最后一次洗涤液，加入氯化钡溶液，没有白色沉淀生成，则洗干净 2Fe2++H2O2+2H+ = 2Fe3++2H2O Al(OH)3 Fe(OH)3 4.3 在不断通入HCl（或者加入盐酸），不断搅拌并且不能蒸干 TiO2+离子提前水解

【解析】

试题(1)根据影响反应速率的因素分析； (2) 强电解质TiOSO4在溶液中仅能电离SO42-和一种阳离子，阳离子是TiO2+，根据流程图TiO2+水解为TiO2·xH2O；若洗涤液中不含SO42-可证明沉淀已经洗涤干净；（3）加入双氧水，溶液中Fe2+被氧化为Fe3+；根据流程图可知，加入双氧水调节溶液pH时，溶液中Fe3+、Al3+都生成沉淀而除去；根据常温下，Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-34，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38可知，氢氧化铝的溶解度大于氢氧化铁，所以根据Ksp[Al(OH)3]计算沉淀完全时的PH；（4）滤液3在蒸发结晶制备MgCl2•6H2O应防止镁离子水解；（5）“结晶”时，温度过高促进TiO2+离子水解；

解析：升高温度，增大硫酸的浓度，将粉煤灰研成粉末或搅拌等，都能加快煤灰浸出速率；(2)根据流程图TiO2+水解为TiO2·xH2O，水解方程式是TiO2++(x+1)H2O=TiO2·xH2O+2H+；若洗涤液中不含SO42-，可证明沉淀已经洗涤干净，操作方法是：取最后一次洗涤液，加入氯化钡溶液，没有白色沉淀生成，则洗干净；（3）加入双氧水，溶液中Fe2+被氧化为Fe3+，反应离子方程式是2Fe2++H2O2+2H+ = 2Fe3++2H2O；根据流程图可知，加入双氧水调节溶液pH时，溶液中Fe3+、Al3+都生成沉淀而除去，所以滤渣2成分为Al(OH)3、Fe(OH)3；氢氧化铝的溶解度大于氢氧化铁，所以根据Ksp[Al(OH)3]，沉淀完全时的 ,PH=4.3；（4）滤液3在蒸发结晶制备MgCl2•6H2O应防止镁离子水解，所以要不断通入HC1（或者加入盐酸），不断搅拌并且不能蒸干；（5）“结晶”时，温度过高促进TiO2+离子水解，所以“结晶”需控制在70℃左右；