Question

【题目】以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和铁的氧化物等杂质)为原料制备铝与硫酸亚铁，工艺流程如图所示：请回答下列问题：

（1）步骤①中提高碱浸速率的方法_______。

（2）滤液Ⅰ中主要的阴离子是______，沉淀B的化学式____，步骤③的离子方程式：____。

（3）步骤⑤加入过量的铁粉的目的___（用离子方程式解释）

（4）检验滤液Ⅲ中的金属阳离子的方法是：_____。

（5）滤液Ⅲ经过________，_______，过滤得到硫酸亚铁晶体，过滤时需要的玻璃仪器有___（填标号）。

（6）利用上述工艺流程测定铝土矿中铁元素的质量分数，取10g样品，最终得到5.56g的FeSO4·7H2O晶体，该铝土矿中铁元素的质量分数_____。

Answer 1

【答案】粉碎铝土矿（升高温度） AlO2-、SiO32- CaSiO3 AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- Fe+2Fe3+=3Fe2+ 加入KSCN溶液，无现象，再通入Cl2 ，产生血红色的络合物 蒸发浓缩 冷却结晶 BD 11.2﹪

【解析】

（1）步骤①中提高碱浸速率的方法有升高温度、提高碱液的浓度或将铝土矿粉碎；

（2）铝土矿中的Al2O3和SiO2与过量NaOH溶液反应生成，NaAlO2和Na2SiO3，滤液Ⅰ中主要的阴离子是AlO2-、SiO32-，滤液Ⅰ中加CaO用来除去SiO32-，沉淀B的化学式为CaSiO3，步骤③向含有AlO2-的溶液通入过量CO2，将AlO2-转化为Al(OH)3沉淀，离子方程式AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-。

答案为：AlO2-、SiO32-；CaSiO3；AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-。

（3）滤渣A为铁的氧化物，加硫酸进行溶解，将固体铁氧化物转化为铁离子和亚铁离子；步骤⑤加入过量的铁粉的目的是将溶液中的Fe3+转化为Fe2+为制备FeSO4·7H2O做准备，离子方程式：Fe+2Fe3+=3Fe2+；答案为：Fe+2Fe3+=3Fe2+

（4）滤液Ⅲ中的金属阳离子为Fe2+，检验Fe2+的方法为加入KSCN溶液，无现象，再通入Cl2 ，产生血红色的络合物，可证明滤液Ⅲ中含有Fe2+；答案为：加入KSCN溶液，无现象，再通入Cl2 ，产生血红色的络合物

（5）由硫酸亚铁溶液转为硫酸亚铁晶体，经过操作为蒸发浓缩、冷却结晶，过滤时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗。答案为：BD；

（6）最终得到5.56g的FeSO4·7H2O晶体，n(Fe)=n(FeSO4·7H2O)＝=0.02，m(Fe)= 0.02×56=1.12g，该铝土矿中铁元素的质量分数=；

答案为：；