Question

【題目】一種用鋁土礦和硫鐵礦燒渣（配料中含Al2O3、Fe2O3，FeO及SiO2等）為原料制備無機高分子絮凝劑聚合堿式氯化鋁鐵的流程如下：

（1）步驟Ⅱ酸溶時，Fe2O3被溶解的化學程式為____，濾渣1的成分為____（填化學式）。

（2）步驟Ⅳ發生反應的離子方程式為________________。

（3）步驟V若將溶液pH調成6，可能造成的影響是_______；步驟Ⅵ包含的操作有_______。

（4）測定聚合堿式氯化鋁鐵{可表示為[FeaAlb(OH)xCly]n}中n(Al)/n(Fe)的比值的步驟如下：

步驟1.準確稱取產品5.710g溶于水，加入足量的稀氨水，過濾，將濾渣灼燒至質量不再變化，得到3.350 g固體。

步驟2.另準確稱取2.855g樣品，溶于足量NaOH溶液，過濾，充分洗滌，將濾渣灼燒至質量不再變化，得到固體0.4000g。

計算產品中n(Al)/n(Fe)的比值（寫出計算過程）。__________________________

Answer 1

【答案】Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 +3H2O SiO2 2Fe2+ + H2O2 +2H+ = 2Fe3++2H2O 得到的是Fe(OH)3和Al(OH)3 過濾、洗滌和干燥 由步驟2 在2.855g樣品中：160g·mol－1 × (Fe2O3) = 0.4000g， (Fe2O3) = 0.0025mol，相當于5.710g樣品中含n(Fe2O3) = 0.0050mol，由步驟1在5.710g樣品中：102g·mol－1×n(Al2O3)+ 160g·mol－1×n(Fe2O3) = 3.350g，102g·mol－1×n(Al2O3) = 3.350g－2×0.4000g，n(Al2O3) = 0.025mol，n(Al)/n(Fe)=

【解析】

由流程圖可知，鋁土礦和硫鐵礦燒渣酸溶時，Al2O3、Fe2O3和FeO與鹽酸反應生成氯化鋁、氯化鐵和氯化亞鐵，SiO2不與鹽酸反應，過濾得含有氯化鋁、氯化鐵和氯化亞鐵的濾液，濾渣1為沒有反應的SiO2；酸性條件下，向濾液中加入雙氧水溶液，氯化亞鐵被雙氧水氧化生成氯化鐵；向反應后的溶液中加入氫氧化鈉溶液，調節溶液pH為3，促進氯化鋁和氯化鐵的水解得到聚合堿式氯化鋁鐵，若溶液pH過大，可能會使氯化鋁和氯化鐵轉化為Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀，降低聚合堿式氯化鋁鐵的產率；靜置后，過濾、洗滌和干燥得到聚合堿式氯化鋁鐵產品。

（1）步驟Ⅱ酸溶時，Fe2O3與鹽酸反應生成氯化鐵和水，反應的化學方程式為Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 +3H2O；SiO2不與鹽酸反應，過濾到的濾渣1為沒有反應的SiO2，故答案為：Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 +3H2O；SiO2；

（2）步驟Ⅳ為酸性條件下，氯化亞鐵被雙氧水氧化生成氯化鐵，反應的離子方程式為2Fe2+ + H2O2 +2H+ = 2Fe3++2H2O，故答案為：2Fe2+ + H2O2 +2H+ = 2Fe3++2H2O；

（3）步驟V若將溶液pH調成6，溶液pH過大，可能會使氯化鋁和氯化鐵轉化為Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀，降低聚合堿式氯化鋁鐵的產率；靜置后，過濾、洗滌和干燥得到聚合堿式氯化鋁鐵產品，故答案為：得到的是Fe(OH)3和Al(OH)3；過濾、洗滌和干燥；

（4）由步驟2 在2.855g樣品中：160g·mol－1 × (Fe2O3) = 0.4000g， (Fe2O3) = 0.0025mol，相當于5.710g樣品中含n(Fe2O3) = 0.0050mol，由步驟1在5.710g樣品中：102g·mol－1×n(Al2O3)+ 160g·mol－1×n(Fe2O3) = 3.350g，102g·mol－1×n(Al2O3) = 3.350g－2×0.4000g，n(Al2O3) = 0.025mol，n(Al)：n(Fe)=（2×0.025mol）：（2×0.005mol）=5:1，故答案為：5:1。