Question

【題目】以高硫鋁土礦（主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金屬硫酸鹽）為原料，生產(chǎn)氧化鋁并獲得Fe3O4的部分工藝流程如下：

（1）粉碎高硫鋁土礦石的目的是______。

（2）焙燒時發(fā)生氧化還原反應(yīng)：______FeS2+______O2______Fe2O3+______SO2↑，配平該方程式。

（3）堿浸時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。

（4）過濾后向?yàn)V液中通入過量的CO2氣體，反應(yīng)的離子方程式為______。

（5）“過濾”得到的濾渣中含有大量的Fe2O3。Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，理論上完全反應(yīng)消耗的n（FeS2）：n（Fe2O3）=______。

Answer 1

【答案】增大接觸面積，加快反應(yīng)速率 4 11 2 8 Al2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O OH－＋CO2＝HCO3－、AlO2－＋CO2＋2H2O＝HCO3－＋Al(OH)3↓ 1：16

【解析】

高硫鋁土礦（主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金屬硫酸鹽）粉碎后通入空氣、加入氧化鈣焙燒，其中氧化鈣和二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈣，和二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈣，得到產(chǎn)物加入氫氧化鈉溶液堿浸，其中氧化鋁溶解生成偏鋁酸鈉溶液，經(jīng)操作I得到的固體中含Fe2O3，Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，以此解答該題。

（1）粉碎高硫鋁土礦的目的是增加接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高浸出率；答案為增加接觸面積，加快反應(yīng)速率；

（2）反應(yīng)中Fe元素化合價從+2價升高到+3價，S元素化合價從－1價升高到+4價，氧元素化合價從0價降低到－2價，根據(jù)電子得失和原子守恒可知配平后的反應(yīng)方程式為4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2；

（3）Al2O3為兩性氧化物，SiO2為酸性氧化物，Fe2O3為堿性氧化物，焙燒時，除發(fā)生FeS2的反應(yīng)，還發(fā)生CaO與SiO2的反應(yīng)，生成CaSiO3，即堿浸時發(fā)生的反應(yīng)方程式為Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O；

（4）過濾后，濾液中有NaAlO2和NaOH，通入過量的CO2發(fā)生的離子方程式為AlO2－＋CO2＋2H2O＝HCO3－＋Al(OH)3↓、OH－＋CO2＝HCO3－；

（5）Fe2O3與FeS2發(fā)生的反應(yīng)方程式為FeS2＋16Fe2O311Fe3O4＋2SO2↑，理論上完全反應(yīng)消耗的n(FeS2)：n(Fe2O3)=1：16。