Question

【題目】轉鼓指數是反映燒結礦的機械強度的物理性能指標，其值越大，機械強度越好。某煉鋼廠的工業廢渣中主要含有Al2O3、Fe2O3、SiO2，對該廢渣進行處理來獲取活性氧化鋁，其流程如下：

（1）燒結產物主要有NaAlO2、CaSiO3、NaFeO2及氣體X。氣體X是_________。

（2）燒結產物NaAlO2也可以通過所學知識由Al2O3轉化得到，寫出反應的離子方程式____

（3）寫出由氫氧化鋁制備氧化鋁的化學方程式：____________________。

（4）堿浸前需將燒結產物進行粉碎，其目的是_________。堿浸過程中，NaFeO2可與水應生成NaOH和一種含鐵的化合物，寫出該反應的化學方程式_________________。

（5）某同學設計了由廢渣(Al2O3、Fe2O3)制備純凈的Al2(SO4)3·18H2O晶體的實驗步驟。請利用所學和流程中的信息補充完整：向一定量濾渣中加入足量的稀硫酸，充分反應，無不溶物后，滴加NaOH溶液至生成的沉淀不再減少，過濾，__________，將所得溶液蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾，抽干，裝瓶。(實驗中必須使用的試劑：CO2氣體、稀硫酸、蒸餾水)

（6）已知試劑EDTA分別能與Al3＋或Pb2＋以物質的量之比1︰1進行反應。現測定硫酸鋁晶體樣品中Al2（SO4）3·18H2O（摩爾質量為666g/mol）質量分數的實驗步驟如下：（雜質不與EDTA反應）

步驟1：準確稱取硫酸鋁晶體樣品m g，溶于25 mL水中。

步驟2：加入c1 mo1·L－1EDTA溶液V1mL（過量），煮沸、冷卻。

步驟3：再向上述溶液中加入c2 mol·L－ 1Pb（NO3）2 溶液V2mL 恰好與過量的EDTA溶液完全反應。

請根據上述數據計算該樣品中Al2（SO4）3·18H2O的質量分數。（用含字母的代數式表示）。__________（寫出具體計算過程）

Answer 1

【答案】CO2 Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O 2Al(OH)3 Al2O3+ 3H2O 增大接觸面積，加快反應速率，提高浸出率 NaFeO2+2 H2O=Fe(OH)3 ↓+NaOH 向濾液中通入足量的二氧化碳氣體，至沉淀不再增多，過濾；用蒸餾水洗滌沉淀2-3次；加入稀硫酸至沉淀完全溶解

【解析】

根據題中對該廢渣進行處理來獲取活性氧化鋁可知，本題考查工業制取Al2O3，運用Al2O3、Fe2O3、SiO2的化學性質及含鋁化合物之間的轉化分析。

（1）加入石灰石、純堿燒結，可生成硅酸鹽、偏鋁酸鹽，同時生成二氧化碳氣體。

故答案為：CO2；

（2）NaAlO2可由Al2O3與強堿反應制得。因此反應的離子方程式為Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O；

故答案為：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O；

（3）氫氧化鋁受熱分解成氧化鋁和水，因此由氫氧化鋁制備氧化鋁的化學方程式為：2Al(OH)3 Al2O3+ 3H2O。

故答案為：2Al(OH)3 Al2O3+ 3H2O；

（4) 堿浸前需將燒結產物進行粉碎，可增大反應物接觸面積，加快反應速率，提高燒結產物的浸出率，堿浸過程中，NaFeO2可與水反應生成NaOH和一種含鐵的化合物，應為Fe(OH)3，因此該方程式為：NaFeO2+ H2O=Fe(OH)3 ↓+NaOH。

故答案為：增大接觸面積，加快反應速率，提高浸出率；NaFeO2+2H2O=Fe(OH)3 ↓+NaOH；

（5）當滴加NaOH溶液至生成的沉淀不再減少，過濾后，可向濾液中通入足量的二氧化碳氣體，至沉淀不再增多，過濾；用蒸餾水洗滌沉淀2-3次除去雜質；加入稀硫酸至沉淀完全溶解，將所得溶液蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾，抽干，裝瓶即可得到純凈的Al2(SO4)3·18H2O晶體；

故答案為：向濾液中通入足量的二氧化碳氣體，至沉淀不再增多，過濾，用蒸餾水洗滌沉淀2-3次，加入稀硫酸至沉淀完全溶解；

（6）EDTA分別能與Al3＋或Pb2＋以物質的量之比1︰1進行反應，可用如下關系式表示：Pb2+~EDTA、Al3+~EDTA，由此可知該樣品中Al2(SO4)3·18H2O的質量分數為

故答案為： 。