Question

6．富铁铝土矿（主要含有A1₂O₃、Fe₂O₃、FeO和SiO₂）可用于制备净水剂明矾KAl（SO₄）₂•12H₂O和补血剂FeSO₄•7H₂O．工艺流程如下（部分操作和产物略去）：

（1）操作1的名称是过滤．
（2）反应①②③④中是氧化还原反应的是④（填写编号）．
（3）综合考虑，金属X最好选择的试剂是Fe，写出该反应离子方方程式Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺．
（4）反应①的离子方程式是SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O、Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O．
（5）溶液D中含有的金属阳离子是Fe²⁺，检验方法是检验亚铁离子的方法为：取少量溶液D于试管中，滴入硫氰化钾溶液，无现象；再滴入几滴氯水，若变红；证明含有Fe²⁺．
（6）用含铝元素27%的上述矿石10吨，通过上述流程最多生产明矾47.4吨．

Answer 1

分析 反应①：富铁铝土矿（主要含有A1₂O₃、Fe₂O₃、FeO和SiO₂）用氢氧化钾溶液溶解，氧化铝、二氧化硅反应溶解，过滤，溶液A主要含有KAlO₂、K₂SiO₃，滤渣A为Fe₂O₃、FeO，
反应②为主要含有KAlO₂、K₂SiO₃的溶液A与稀硫酸反应生成H₂SiO₃白色胶状沉淀和硫酸铝和硫酸钾溶液，对溶液蒸发浓缩、冷却结晶得到明矾，
反应③滤渣A主要含有Fe₂O₃、FeO，用硫酸处理，得到溶液B中含有Fe₂（SO₄）₃、FeSO₄及未反应的硫酸等，加入足量X后冷却、结晶、过滤得到FeSO₄•7H₂O，则X为Fe，将Fe³⁺转化为Fe²⁺，过滤过量的铁，滤液为FeSO₄溶液，用蒸发浓缩、冷却结晶得到FeSO₄•7H₂O，据此分析解答．

解答 解：（1）经过操作1得到溶液和滤渣，分离固液的操作为过滤；
故答案为：过滤；
（2）反应①②③均为复分解反应，反应④为铁还原铁离子的反应；
故答案为：④；
（3）溶液B中含有Fe₂（SO₄）₃、FeSO₄及未反应的硫酸等，加入足量X后冷却、结晶、过滤得到FeSO₄•7H₂O，则X为Fe，将Fe³⁺转化为Fe²⁺，反应为：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
故答案为：Fe；Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（4）反应①为富铁铝土矿中用氢氧化钾溶液溶解，氧化铝、二氧化硅反应溶解生成偏铝酸钠、硅酸钠，离子方程式为：SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
故答案为：SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
（5）根据分析溶液D的金属阳离子为Fe²⁺；检验亚铁离子的方法为：取少量溶液D于试管中，滴入硫氰化钾溶液，无现象；再滴入几滴氯水，若变红；证明含有Fe²⁺；
故答案为：Fe²⁺；检验亚铁离子的方法为：取少量溶液D于试管中，滴入硫氰化钾溶液，无现象；再滴入几滴氯水，若变红；证明含有Fe²⁺；
（6）用含铝元素27%的上述矿石10吨，设通过上述流程最多生产明矾质量为x，则有$\frac{27}{474}×x$=27%×10t，解得x=47.4t；
故答案为：47.4．

点评 本题综合考查物质制备实验，关键是对工艺流程原理的理解，注意分析工艺流程中试剂线、原理线、操作线，要求学生具有一定分析和解决问题的能力，题目难度中等．