粉煤灰（主要含有SiO2、Fe2O3、Al2O3等）是燃煤發電過程中產生的廢渣，粉煤灰的綜合利用具有很大的價值...

問題詳情：

粉煤灰（主要含有SiO2、Fe2O3、Al2O3等）是燃煤發電過程中產生的廢渣，粉煤灰的綜合利用具有很大的價值．

Ⅰ．研究人員通過實驗對粉煤灰中鋁和鐵元素的分離工藝進行了研究．

（1）以硫*溶液分解粉煤灰，使其中的鋁、鐵元素溶出，過濾實現初步分離．

①寫出硫*溶液與Fe2O3反應的離子方程式　．

②初步分離得到的濾渣主要成分是　．

（2）向（1）分離所得的濾液中加入還原劑使Fe3+轉化為Fe2+，結合表分析其原因　　．

（3）使用鹼*較弱的氨水為pH調節劑，進行分離實驗．

①氨水使濾液中鋁離子沉澱的離子方程式為　．

②反應終點的pH對鋁和鐵分離效果的影響如圖1．根據實驗結果，為達到好的分離效果，反應過程中控制pH的範圍是　，選擇該範圍的理由是　　．

Ⅱ．NH4HSO4和H2SO4按物質的量比1：1混合配製成浸取液，220℃時，可將高鋁粉煤灰中Al2O3轉化為硫*鋁銨，然後分離、煅燒獲得純Al2O3．

已知硫*鋁銨：①溶解度：0℃時，S=5.2g；100℃時，S=421.9g．

②280℃時分解．

（1）依據資料可知，將硫*鋁銨與其他溶質分離的方法是　　．

（2）煅燒NH4Al（SO4）2同時得到混合氣體（NH3、N2、SO2、SO3、H2O）．若16mol混合氣體按圖2裝置被完全吸收製得浸取液，請將圖2中試劑及其物質的量補充完整．

【回答】

【考點】P8：物質分離和提純的方法和基本*作綜合應用．

【分析】I．（1）①硫*溶液與Fe2O3反應，生成硫*鐵、水；

②SiO2不與硫*反應；

（2）加入還原劑使Fe3+轉化為Fe2+，避免鐵離子、鋁離子均轉化為沉澱；

（3）①氨水使濾液中鋁離子沉澱，生成*氧化鋁和銨根離子；

②為達到好的分離效果，由圖可知，pH在4.5～5Al的沉澱率較高；

Ⅱ．由信息可知，溶解度受温度影響大，加熱時發生4NH4Al（SO4）22Al2O3+5SO3↑+3SO2↑+2NH3↑+N2↑+5H2O↑，由圖可知氮氣排出，試劑Y可氧化二氧化硫，試劑X吸收二氧化硫，以此來解答．

【解答】解：Ⅰ（1）①硫*溶液與Fe2O3反應的離子方程式為6H++Fe2O3=2Fe3++3H2O，故*為：6H++Fe2O3=2Fe3++3H2O；

②SiO2不與硫*反應，則初步分離得到的濾渣主要成分是SiO2，故*為：SiO2；

（2）向（1）分離所得的濾液中加入還原劑使Fe3+轉化為Fe2+，由表格數據可知，因Fe（OH）3和Al（OH）3沉澱的pH相近，不易通過沉澱分離，

故*為：Fe（OH）3和Al（OH）3沉澱的pH相近，不易通過沉澱分離；

（3）①氨水使濾液中鋁離子沉澱的離子方程式為3NH3•H2O+Al3+=Al（OH）3+3NH4+，

故*為：3NH3•H2O+Al3+=Al（OH）3+3NH4+；

②反應終點的pH對鋁和鐵分離效果的影響如圖1．根據實驗結果，為達到好的分離效果，反應過程中控制pH的範圍是略小於5 （或在4.5～5之間均可），因鋁元素沉澱較多，鐵元素還沒有開始大量的沉澱，

故*為：略小於5；鋁元素沉澱較多，鐵元素還沒有開始大量的沉澱；

Ⅱ．（1）由信息可知，溶解度受温度影響大，則將硫*鋁銨與其他溶質分離的方法是冷卻、結晶，故*為：冷卻、結晶；

（2）加熱時發生4NH4Al（SO4）22Al2O3+5SO3↑+3SO2↑+2NH3↑+N2↑+5H2O↑，由圖可知氮氣排出，試劑Y可氧化二氧化硫，試劑X吸收三氧化硫，則試劑Y為O2，16mol混合氣體含2mol氨氣，氧化後由S原子守恆可得到8mol三氧化硫，NH4HSO4和H2SO4按物質的量比1：1混合配製成浸取液，由8SO3～4NH3，則試劑X為含2mol溶質的氨水，

故*為：．

知識點：電離平衡單元測試

題型：綜合題