Question

12．某硅铁矿中主要含Si0₂、Fe₃0₄、Al₂0₃、Cu0．某工厂用它为原料进行综合应用来制取硅胶、铁红、铝、胆矾晶体，设计如图工业流程图：

已知：Fe（OH）₂、Fe（OH）₃、Cu（OH）₂完全沉淀的PH分别为9.6、3.7、9.4．
（1）碱浸时发生的离子反应方程式为：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O、Si0₂+2OH^-=Si0₃^2-+H₂O
（2）为提高碱浸的浸出率，可采取的方法有将矿石粉碎改用热的碱液增大碱的浓度等．（填两种即可）
（3）溶液3中加H₂O₂的目的是将Fe²⁺氧化成Fe³⁺以便沉淀完全．对应的离子反应方程式为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O．
（4）Z试剂可以选用下列的bcd（填字母）
a．Cu    b．CuO    c．Cu（OH）₂    d．CuCO₃
（5）由溶液4制取产品3还要先加热到B（填字母）时，停止加热、冷却结晶．
A．沸腾    B．液体表面出现晶膜   C．析出大量晶体    D．快蒸干，还有少量液体
（6）判断固体4对应的元素沉淀完全的方法是：取少量溶液4加KSCN溶液不出现红色．

Answer 1

分析 硅铁矿中主要含Si0₂、Fe₃0₄、Al₂0₃、Cu0，由工艺流程可知，硅铁矿用碱浸，Si0₂、Al₂0₃能溶解在碱溶液中，生成硅酸盐和偏铝酸盐，过滤得固体1为Fe₃0₄、Cu0，溶液1为硅酸盐和偏铝酸盐溶液，溶液1中加入过量的盐酸可得固体2为硅酸，最后可得产品2为硅胶，过滤得溶液2为氯化铝溶液，加入氨水调节pH值，可得固体3为氢氧化铝沉淀，经过系列过程可得铝，固体1用硫酸酸浸可得含有铁离子、亚铁离子、铜离子的溶液，加入双氧水将亚铁离子氧化成铁离子，调节pH值，使铁离子生成氢氧化铁沉淀，所以过滤后得固体4为氢氧化铁，氢氧化铁加热分解可知产品4为铁红，溶液4中含有硫酸铜，经过系列操作可得产品3为胆矾晶体，据此解答．

解答 解：硅铁矿中主要含Si0₂、Fe₃0₄、Al₂0₃、Cu0，由工艺流程可知，硅铁矿用碱浸，Si0₂、Al₂0₃能溶解在碱溶液中，生成硅酸盐和偏铝酸盐，过滤得固体1为Fe₃0₄、Cu0，溶液1为硅酸盐和偏铝酸盐溶液，溶液1中加入过量的盐酸可得固体2为硅酸，最后可得产品2为硅胶，过滤得溶液2为氯化铝溶液，加入氨水调节pH值，可得固体3为氢氧化铝沉淀，经过系列过程可得铝，固体1用硫酸酸浸可得含有铁离子、亚铁离子、铜离子的溶液，加入双氧水将亚铁离子氧化成铁离子，调节pH值，使铁离子生成氢氧化铁沉淀，所以过滤后得固体4为氢氧化铁，氢氧化铁加热分解可知产品4为铁红，溶液4中含有硫酸铜，经过系列操作可得产品3为胆矾晶体，
（1）碱浸时，Si0₂、Al₂0₃能溶解在碱溶液中，发生的离子反应方程式为：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O、Si0₂+2OH^-=Si0₃^2-+H₂O，
故答案为：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O、Si0₂+2OH^-=Si0₃^2-+H₂O；
（2）为提高碱浸的浸出率，可采取的方法有将矿石粉碎改用热的碱液增大碱的浓度等，
故答案为：将矿石粉碎改用热的碱液增大碱的浓度等；
（3）根据分析可知，溶液3中加H₂O₂的目的是 将Fe²⁺氧化成Fe³⁺以便沉淀完全，对应的离子反应方程式为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：将Fe²⁺氧化成Fe³⁺以便沉淀完全；2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（4）Z试剂的主要作用是调节pH值，与酸反应，同时注意要不引入新的杂质，故选bcd；
（5）由硫酸铜溶液中获得硫酸铜晶体，要蒸发浓缩，使液体表面出现晶膜再冷却结晶，故选B；
（6）判断溶液4中铁离子沉淀完全的方法是取少量溶液4加KSCN溶液不出现红色，
故答案为：取少量溶液4加KSCN溶液不出现红色．

点评 本题为工艺流程题，考查了方程式的书写、物质分离的方法、离子的检验等，理解工艺流程是解题的关键，需要学生根据工艺流程提取信息，对学生综合运用能力和推理有较高的要求，难度中等．