Question

【題目】工業上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，含有少量SiO2、FeO·xFe2O3等雜質)制取鋁的一種工藝流程示意圖如下：

已知：生成氫氧化物沉淀的pH如下表。

沉淀物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Mg(OH)2
pH	3.2	5.2	12.4

(1)為提高浸出速率，除適當增加硫酸濃度外，還可采取的措施有_______________

(2)浸渣的主要成分為____________________

(3)凈化除雜操作分為兩步：第一步是通入氣體a，其目的是_____________________。第二步是控制溶液pH，只使Fe3+轉化為Fe(OH)3沉淀。凈化除雜生成的沉淀中還含有溶液中的懸浮雜質，溶液中的懸浮雜質被共同沉淀的原因是_____________________

(4)寫出沉淀反應操作中發生反應的離子方程式：________________________。

(5)實驗室高溫焙燒時，用于盛放固體的儀器名稱是_______________。

(6)在AlCl3和MgCl2的混合液中滴加NaOH溶液，生成沉淀的量與滴入NaOH溶液的體積關系如圖所示，則原溶液中AlCl3和MgCl2的物質的量之比為__________，并寫出加入NaOH溶液的體積為50-60mL時的化學反應方程式__________________________。

Answer 1

【答案】適當升溫、將鋁土礦粉碎成粉末 SiO2 將Fe2+氧化為Fe3+ 生成的Fe(OH)3膠粒具有吸附性 Al3++3NH3H2O=Al(OH)3↓+3NH4+ 坩堝 1：1 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O

【解析】

鋁土礦(主要成分為Al2O3，含有少量SiO2、FeO·xFe2O3等雜質)酸浸時，生成硫酸鋁、硫酸亞鐵、硫酸鐵的混合溶液，二氧化硅為不溶物，過濾時為浸渣；電解氧化鋁時產生鋁和氧氣，則a為氧氣，向濾液中加入氧氣，可使溶液中亞鐵離子變為鐵離子，調節pH=3時，只產生氫氧化鐵沉淀，濾渣為氫氧化鐵；加入氨氣時，生成氫氧化鋁沉淀，溶液為硫酸銨；高溫焙燒氫氧化鋁，得到氧化鋁，電解生成單質鋁。

(1)為提高浸出速率，除適當增加硫酸濃度外，還可以采取的措施有適當升溫、將鋁土礦粉碎成粉末；

(2)鋁土礦中浸渣為難溶于水，不和硫酸反應的物質，主要成分為SiO2；

(3)根據流程凈化除雜操作第一步是通入氣體a為氧氣，其目的是將Fe2+氧化為Fe3+；第二步是控制溶液pH，只使Fe3+轉化為Fe(OH)3沉淀。凈化除雜生成的Fe(OH)3膠粒具有吸附性，沉淀中還含有溶液中的懸浮雜質，Fe(OH)3膠粒能吸附水中的懸浮雜質使溶液中的懸浮雜質被共同沉淀；

(4)沉淀反應操作中發生反應的離子方程式為Al3++3NH3H2O=Al(OH)3↓+3NH4+；

(5)實驗室高溫焙燒用坩堝盛放固體；

(6)根據圖像可知，50~60mL時，為Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O，消耗堿溶液10mL，可確定生成Al(OH)3時，消耗堿30mL，則生成Mg(OH)2時，消耗堿20mL，則AlCl3和MgCl2的物質的量之比為1：1。