Question

【题目】某工业废液主要成分为SiO2、FeO、Fe2O3、Al2O3 等，为综合利用，对其进行如下处理，制备Al2O3及(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O。

相关数据如下：

Kb(NH3·H2O)	1.8×10-5	溶解度/g	10℃	30℃	50℃
Ksp[A1(OH)3]	1.3×10-33	(NH4)2SO4	73.0	78.0	84.5
Ksp[Fe(OH)2]	8.0×10-16	FeSO4·7H2O	40.0	60.0
Ksp[Fe(OH)3]	4.0×10-38	|(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O	18.1	24.5	31.3

（1）酸浸过程中产生的滤渣的主要成分是_______________。

（2）滤液①中加入铁粉的作用是__________________。

（3）已知加入氨水前，溶液中H+、Fe2+、Al3+的浓度分别为0.02 mol/L、0.16mol/L、0.04mol/L，加人氨水后，溶液的体积刚好增加1倍。为防止Fe2+ 产生沉淀，则溶液中的pH不能超过_______，此时溶液中n(NH3·H2O)：n(NH4+)≤_____________；若调节溶液pH为5，则溶液中所有离子的物质的量浓度由大到小排列的顺序是_________________。

（4）由滤液②制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 晶体时，为防止有(NH4)2SO4或FeSO4晶体析出，须先向滤液②中加人适量的______________，再蒸发浓缩、__________、过滤、__________、干燥。

Answer 1

【答案】 SiO2 将溶液中的Fe3+还原成Fe2+，使调节pH时只沉淀Al3+ 7 1∶180 c(SO)＞c(Fe2+)＞c(NH)＞c(H+)＞c(Al3+)＞c(OH－) (NH4)2SO4 冷却结晶 洗涤

【解析】（1）SiO2不溶液于硫酸，故酸浸过程中产生的滤渣的主要成分是SiO2；（2）滤液①中加入铁粉的作用是将溶液中的Fe3+还原成Fe2+，使调节pH时只沉淀Al3+；（3）Ksp[Fe(OH)2]=c(Fe2+)c2(OH－)=×c2(OH－)= 8.0×10-16，则c(OH－)= 1.0×10-7mol/L，c(H+)= 1.0×10-7 mol/L，为防止Fe2+产生沉淀，则溶液中的pH不能超过7； Kb(NH3·H2O)===1.8×10-5，故c(NH4+)：c(NH3·H2O)=180:1，此时溶液中n(NH3·H2O)：n(NH4+)≤1:180；若调节溶液pH为5，则溶液中c(H+)= 1.0×10-5 mol/L，c(OH－)= 1.0×10-9mol/L，Al3+沉淀完全，c(Al3+) 1.0×10-5mol/L，已知加入氨水前，溶液中H+、Fe2+、Al3+的浓度分别为0.02mol/L、0.16mol/L、0.04mol/L，c(NH4+) =+=0.07mol/L，c(SO42-)==0.1125mol/L，c(Fe2+)=0.08mol/L，故所有离子的物质的量浓度由大到小排列的顺序是：c(SO42-)＞c(Fe2+)＞c(NH4+)＞c(H+)＞c(Al3+)＞c(OH－)；（4）由滤液②制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶体时，为防止有(NH4)2SO4或FeSO4晶体析出，须先向滤液②中加人适量的(NH4)2SO4，再蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。