Question

煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，其主要成分是Al₂O₃、SiO₂，此外还含有FeO、Fe₂O₃等杂质。煤矸石经处理后，可用于制备铵明矾等。

已知：i．SiO₂不与硫酸反应；Al₂O₃能与H₂SO₄反应。

ii．Fe^3＋、Fe^2＋、Al^3＋开始沉淀、完全沉淀的pH如表所示。

	Fe^2^＋	Fe^3^＋	Al^3^＋
开始沉淀的pH	6.3	1.5	3.4
完全沉淀的pH	8.3	2.8	4.7

iii.NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O的摩尔质量为453g·mol^-1。

（1）酸浸过程中，Fe₂O₃与硫酸反应的离子方程式为___________

（2）下列说法中，正确的是___________（填字母）。

a．预处理时，粉碎煤矸石有利于提高酸浸反应速率    b．操作I是过滤    c．滤渣1中一定含有硅元素

（3）沉铁过程中，加入氧化剂的作用是___________   

（4）制备过程中，若需检验滤渣1中含有，实验方案为：取少量滤渣1的洗涤液，向其中加入___________（填试剂和现象），说明其中含有。

Answer

Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O abc 将Fe2+氧化为Fe3+，以便将其转化为沉淀除去 稀HCl酸化，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成

【解析】

矸石(主要成分Al2O3、SiO2，还含有FeO、Fe2O3等杂质)先预处理，然后用硫酸酸浸，只有SiO2不反应，操作Ⅰ为过滤，滤渣1为SiO2；滤液中含有铝离子、亚铁离子、铁离子等金属离子，加入氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+，同时调节溶液pH除去杂质铁元素，过滤得到的滤渣2为氢氧化铁；滤液中含有硫酸铝，加入稀硫酸、硫酸铵合成NH4Al(SO4)2•12H2O，据此解答。

(1)Fe2O3与硫酸反应生成硫酸铁和水，该反应的离子方程式为Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O；

(2)a．预处理时，粉碎煤矸石可增大接触面积，有利于提高酸浸反应速率，故a正确；

b．操作Ⅰ为分离出不溶解的二氧化硅，操作方法是过滤，故b正确；

c．加入硫酸酸浸，Al2O3、FeO、Fe2O3都与硫酸反应，而SiO2不与硫酸反应，所以滤渣1中一定含有SiO2，故c正确；

故答案为：abc；

(3)根据表中数据可知，亚铁离子不易沉淀，Fe3+更容易生成氢氧化铁沉淀，则加入氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+，以便将其转化为沉淀除去；

(4)检验滤渣1中是否含有SO42-，具体操作是取少量滤渣1的洗涤液，向其中加入稀HCl酸化，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明滤渣1中含有SO42-。