Question

【題目】以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含SiO2和鐵的氧化物等雜質)為原料制備鋁與硫酸亞鐵，工藝流程如圖所示：請回答下列問題：

（1）步驟①中提高堿浸速率的方法_______。

（2）濾液Ⅰ中主要的陰離子是______，沉淀B的化學式____，步驟③的離子方程式：____。

（3）步驟⑤加入過量的鐵粉的目的___（用離子方程式解釋）

（4）檢驗濾液Ⅲ中的金屬陽離子的方法是：_____。

（5）濾液Ⅲ經過________，_______，過濾得到硫酸亞鐵晶體，過濾時需要的玻璃儀器有___（填標號）。

（6）利用上述工藝流程測定鋁土礦中鐵元素的質量分數，取10g樣品，最終得到5.56g的FeSO4·7H2O晶體，該鋁土礦中鐵元素的質量分數_____。

Answer 1

【答案】粉碎鋁土礦（升高溫度） AlO2-、SiO32- CaSiO3 AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- Fe+2Fe3+=3Fe2+ 加入KSCN溶液，無現(xiàn)象，再通入Cl2 ，產生血紅色的絡合物 蒸發(fā)濃縮 冷卻結晶 BD 11.2﹪

【解析】

（1）步驟①中提高堿浸速率的方法有升高溫度、提高堿液的濃度或將鋁土礦粉碎；

（2）鋁土礦中的Al2O3和SiO2與過量NaOH溶液反應生成，NaAlO2和Na2SiO3，濾液Ⅰ中主要的陰離子是AlO2-、SiO32-，濾液Ⅰ中加CaO用來除去SiO32-，沉淀B的化學式為CaSiO3，步驟③向含有AlO2-的溶液通入過量CO2，將AlO2-轉化為Al(OH)3沉淀，離子方程式AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-。

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

（3）濾渣A為鐵的氧化物，加硫酸進行溶解，將固體鐵氧化物轉化為鐵離子和亞鐵離子；步驟⑤加入過量的鐵粉的目的是將溶液中的Fe3+轉化為Fe2+為制備FeSO4·7H2O做準備，離子方程式：Fe+2Fe3+=3Fe2+；答案為：Fe+2Fe3+=3Fe2+

（4）濾液Ⅲ中的金屬陽離子為Fe2+，檢驗Fe2+的方法為加入KSCN溶液，無現(xiàn)象，再通入Cl2 ，產生血紅色的絡合物，可證明濾液Ⅲ中含有Fe2+；答案為：加入KSCN溶液，無現(xiàn)象，再通入Cl2 ，產生血紅色的絡合物

（5）由硫酸亞鐵溶液轉為硫酸亞鐵晶體，經過操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶，過濾時需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗。答案為：BD；

（6）最終得到5.56g的FeSO4·7H2O晶體，n(Fe)=n(FeSO4·7H2O)＝=0.02，m(Fe)= 0.02×56=1.12g，該鋁土礦中鐵元素的質量分數=；

答案為：；