以高硫鋁土礦（主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金屬硫*鹽）為原料，生產氧化鋁並獲得F...

問題詳情：

以高硫鋁土礦（主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金屬硫*鹽）為原料，生產氧化鋁並獲得Fe3O4的部分工藝流程如下：

（1）焙燒過程均會產生SO2，用NaOH溶液吸收過量SO2的離子方程式為______________________。

（2）添加1%CaO和不添加CaO的礦粉焙燒，其硫去除率隨温度變化曲線如題16圖所示。

已知：多數金屬硫*鹽的分解温度都高於600 ℃

硫去除率=（1—）×100%

①不添加CaO的礦粉在低於500 ℃焙燒時，去除的硫元素主要來源於__________________。

②700℃焙燒時，添加1%CaO的礦粉硫去除率比不添加CaO的礦粉硫去除率低，其主要原因是______________________________________________________。

（3）向“過濾”得到的濾液中通入過量CO2，鋁元素存在的形式由_______________（填化學式）轉化為_______________（填化學式）。

（4）“過濾”得到的濾渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3與FeS2混合後在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，理論上完全反應消耗的n（FeS2）∶n（Fe2O3）=__________________。

【回答】

SO2+OH−HSO3−    FeS2    硫元素轉化為CaSO4而留在礦粉中    NaAlO2    Al(OH)3    1∶16   

【分析】

根據流程，礦粉焙燒時FeS2與O2反應生成Fe2O3和SO2，在空氣中CaO可將SO2轉化為CaSO4；“鹼浸”時Al2O3、SiO2轉化為溶於水的NaAlO2、Na2SiO3；Fe2O3與FeS2混合後在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，

（1）過量SO2與NaOH反應生成NaHSO3和H2O。

（2）①根據題給已知，多數金屬硫*鹽的分解温度高於600℃，不添加CaO的礦粉低於500℃焙燒時，去除的硫元素主要來源於FeS2。

②添加CaO，CaO起固硫作用，根據硫去除率的含義，700℃焙燒時，添加1%CaO的礦粉硫去除率比不添加CaO的礦粉硫去除率低。

（3）“鹼浸”時Al2O3、SiO2轉化為溶於水的NaAlO2、Na2SiO3，向“過濾”得到的濾液中通入過量CO2，CO2與NaAlO2反應生成NaHCO3和Al（OH）3。

（4）Fe2O3與FeS2混合後在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，反應的化學方程式為FeS2+16Fe2O311Fe3O4+2SO2↑。

【詳解】

（1）過量SO2與NaOH反應生成NaHSO3和H2O，反應的化學方程式為SO2+NaOH=NaHSO3，離子方程式為SO2+OH-=HSO3-。

（2）①根據題給已知，多數金屬硫*鹽的分解温度高於600℃，不添加CaO的礦粉低於500℃焙燒時，去除的硫元素主要來源於FeS2。

②添加CaO，CaO起固硫作用，添加CaO發生的反應為2CaO+2SO2+O2=2CaSO4，根據硫去除率的含義，700℃焙燒時，添加1%CaO的礦粉硫去除率比不添加CaO的礦粉硫去除率低的原因是：硫元素轉化為CaSO4留在礦粉中。

（3）“鹼浸”時Al2O3、SiO2轉化為溶於水的NaAlO2、Na2SiO3，向“過濾”得到的濾液中通入過量CO2，CO2與NaAlO2反應生成NaHCO3和Al（OH）3，反應的離子方程式為CO2+AlO2-+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-，即Al元素存在的形式由NaAlO2轉化為Al（OH）3。

（4）Fe2O3與FeS2混合後在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，反應的化學方程式為FeS2+16Fe2O311Fe3O4+2SO2↑，理論上完全反應消耗的n（FeS2）：n（Fe2O3）=1:16。

【點睛】

本題以高硫鋁土礦為原料生產氧化鋁和Fe3O4的流程為載體，考查流程的分析，Fe、Al、S元素及其化合物的*質，圖像的分析，獲取新信息的能力，指定情境下方程式的書寫。如NaOH溶液吸收過量SO2則產物為HSO3−，Fe2O3與FeS2混合後在缺氧條件下焙燒則沒有氧氣作氧化劑等需注意反應物及用量的不同。

知識點：鎂和鋁

題型：綜合題