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）焙燒過程均會產(chǎn)生SO2，用NaOH溶液吸收過量SO2的離子方程式為：___________________。

（2）“過濾”得到的濾渣中含有大量的Fe2O3。

①不添加CaO的礦粉焙燒時，其中FeS2轉(zhuǎn)化為Fe2O3時發(fā)生的化學方程式：____________。

②添加質(zhì)量分數(shù)為1%CaO后，硫元素最終轉(zhuǎn)化為______________。（填化學式）

（3）向“過濾”得到的濾液中通入過量CO2，含鋁元素的物質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)化的離子方程式為_____________。

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

Answer 1

【答案】SO2+OH =HSO3 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 CaSO4 AlO2-+CO2+ 2 H2O = Al(OH)3 ↓+ HCO3- 16:1

【解析】

由流程可知，礦粉焙燒時，礦粉中的FeS2與O2反應生成Fe2O3和SO2，在空氣中CaO可將SO2轉(zhuǎn)化為CaSO4；“堿浸”時，Al2O3、SiO2轉(zhuǎn)化為溶于水的NaAlO2、Na2SiO3；Fe2O3和FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2。

（1）SO2屬于酸性氧化物，用NaOH溶液吸收過量SO2生成HSO3，則發(fā)生反應的離子方程式為：SO2+OH =HSO3;

答案為：SO2+OH =HSO3；

(2).①不添加CaO的礦粉焙燒時，其中FeS2轉(zhuǎn)化為Fe2O3和SO2，發(fā)生的化學方程式為4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2；

答案為：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2；

②添加質(zhì)量分數(shù)為1%CaO后，SO2與CaO反應生成CaSO3，CaSO3在空氣中高溫煅燒下又可轉(zhuǎn)化為分解溫度較高的CaSO4；

答案為：CaSO4；

(3)過濾前使用NaOH溶液進行堿浸，Al2O3轉(zhuǎn)化為NaAlO2，“過濾”得到的濾液中主要含有AlO2，向“過濾”得到的濾液中通入過量CO2，可以將AlO2轉(zhuǎn)化為Al(OH)3。反應為：AlO2-+CO2+ 2 H2O = Al(OH)3 ↓+ HCO3- ；

答案為：AlO2-+CO2+ 2 H2O = Al(OH)3 ↓+ HCO3-；

(4)“過濾”得到的濾渣中含大量的Fe2O3，Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，設有xmolFe2O3和ymolFeS2完全參加反應，將四氧化三鐵中鐵元素的化合價看成+，根據(jù)電子得失守恒：2x×(3)=2y×5+y×(2)，解得=16，所以理論上完全反應消耗的n(Fe2O3)：n(FeS2)=16:1。