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(12分)聚合硫酸铁铝(PFAS)是一种新型高效水处理剂。利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe3O4、FeO、SiO2等)为铁源、粉煤灰(主要成分为Al2O3、Fe2O3、FeO等)为铝源,制备PFAS的工艺流程如下:

(1)“碱溶”时,Al2O3发生反应的化学方程式为 。

(2)“酸溶Ⅱ”时,Fe3O4发生反应的离子方程式为 。

(3)“滤渣Ⅰ”、“滤渣Ⅱ”在本流程中能加以利用的是 。

(4)“氧化”时应控制温度不超过57℃,其原因是 。

(5)“氧化”时若用酸性高锰酸钾溶液代替,发生反应的离子方程式是 。

(6)酸度对絮凝效果和水质有显著影响。若产品中残留过多,使用时产生的不良后果是

(12分)(1)Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O(2分)

(2)Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O(2分)(3)滤渣Ⅰ(2分);(4)温度过高,H2O2会分解(2分)

(5)2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O(2分)

(6)硫酸抑制Al3+和Fe3+水解,降低絮凝效果;水的酸度增大,影响水质(2分)

【解析】

试题分析:(1)“碱溶”时,两性氧化物Al2O3与NaOH发生反应产生NaAlO2和水,反应的化学方程式为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;(2)矿渣用硫酸溶解时,Fe3O4与硫酸发生反应产生硫酸铁、硫酸亚铁和水。发生反应的离子方程式为Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O。(3)“滤渣Ⅰ”的成分是Fe2O3、FeO ;“滤渣Ⅱ”的成分是SiO2。根据物质的转化关系可知在本流程中能加以利用的是滤渣Ⅰ;(4)用H2O2可以把Fe2+氧化为Fe3+,但是若氧化温度过高。H2O2就会发生分解反应而失去氧化作用,所以应控制温度不超过57℃;(5)“氧化”时若用酸性高锰酸钾溶液代替,根据电子转移数目相等,可知发生反应的离子方程式是2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O;(6)酸度对絮凝效果和水质有显著影响。若产品中残留酸过多,使用时会抑制Al3+和Fe3+水解,降低絮凝效果;而且水的酸度增大,影响水质。因此要严格控制溶液的酸度。

考点:考查聚合硫酸铁铝工艺流程的知识。主要包括反应条件的控制、离子方程式的书写、盐的水解、物质循环利用的知识。

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