Question

12．某硅鐵礦中主要含Si0₂、Fe₃0₄、Al₂0₃、Cu0．某工廠用它為原料進行綜合應用來制取硅膠、鐵紅、鋁、膽礬晶體，設計如圖工業流程圖：

已知：Fe（OH）₂、Fe（OH）₃、Cu（OH）₂完全沉淀的PH分別為9.6、3.7、9.4．
（1）堿浸時發生的離子反應方程式為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O、Si0₂+2OH^-=Si0₃^2-+H₂O
（2）為提高堿浸的浸出率，可采取的方法有將礦石粉碎改用熱的堿液增大堿的濃度等．（填兩種即可）
（3）溶液3中加H₂O₂的目的是將Fe²⁺氧化成Fe³⁺以便沉淀完全．對應的離子反應方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O．
（4）Z試劑可以選用下列的bcd（填字母）
a．Cu    b．CuO    c．Cu（OH）₂    d．CuCO₃
（5）由溶液4制取產品3還要先加熱到B（填字母）時，停止加熱、冷卻結晶．
A．沸騰    B．液體表面出現晶膜   C．析出大量晶體    D．快蒸干，還有少量液體
（6）判斷固體4對應的元素沉淀完全的方法是：取少量溶液4加KSCN溶液不出現紅色．

Answer 1

分析 硅鐵礦中主要含Si0₂、Fe₃0₄、Al₂0₃、Cu0，由工藝流程可知，硅鐵礦用堿浸，Si0₂、Al₂0₃能溶解在堿溶液中，生成硅酸鹽和偏鋁酸鹽，過濾得固體1為Fe₃0₄、Cu0，溶液1為硅酸鹽和偏鋁酸鹽溶液，溶液1中加入過量的鹽酸可得固體2為硅酸，最后可得產品2為硅膠，過濾得溶液2為氯化鋁溶液，加入氨水調節pH值，可得固體3為氫氧化鋁沉淀，經過系列過程可得鋁，固體1用硫酸酸浸可得含有鐵離子、亞鐵離子、銅離子的溶液，加入雙氧水將亞鐵離子氧化成鐵離子，調節pH值，使鐵離子生成氫氧化鐵沉淀，所以過濾后得固體4為氫氧化鐵，氫氧化鐵加熱分解可知產品4為鐵紅，溶液4中含有硫酸銅，經過系列操作可得產品3為膽礬晶體，據此解答．

解答 解：硅鐵礦中主要含Si0₂、Fe₃0₄、Al₂0₃、Cu0，由工藝流程可知，硅鐵礦用堿浸，Si0₂、Al₂0₃能溶解在堿溶液中，生成硅酸鹽和偏鋁酸鹽，過濾得固體1為Fe₃0₄、Cu0，溶液1為硅酸鹽和偏鋁酸鹽溶液，溶液1中加入過量的鹽酸可得固體2為硅酸，最后可得產品2為硅膠，過濾得溶液2為氯化鋁溶液，加入氨水調節pH值，可得固體3為氫氧化鋁沉淀，經過系列過程可得鋁，固體1用硫酸酸浸可得含有鐵離子、亞鐵離子、銅離子的溶液，加入雙氧水將亞鐵離子氧化成鐵離子，調節pH值，使鐵離子生成氫氧化鐵沉淀，所以過濾后得固體4為氫氧化鐵，氫氧化鐵加熱分解可知產品4為鐵紅，溶液4中含有硫酸銅，經過系列操作可得產品3為膽礬晶體，
（1）堿浸時，Si0₂、Al₂0₃能溶解在堿溶液中，發生的離子反應方程式為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O、Si0₂+2OH^-=Si0₃^2-+H₂O，
故答案為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O、Si0₂+2OH^-=Si0₃^2-+H₂O；
（2）為提高堿浸的浸出率，可采取的方法有將礦石粉碎改用熱的堿液增大堿的濃度等，
故答案為：將礦石粉碎改用熱的堿液增大堿的濃度等；
（3）根據分析可知，溶液3中加H₂O₂的目的是 將Fe²⁺氧化成Fe³⁺以便沉淀完全，對應的離子反應方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：將Fe²⁺氧化成Fe³⁺以便沉淀完全；2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（4）Z試劑的主要作用是調節pH值，與酸反應，同時注意要不引入新的雜質，故選bcd；
（5）由硫酸銅溶液中獲得硫酸銅晶體，要蒸發濃縮，使液體表面出現晶膜再冷卻結晶，故選B；
（6）判斷溶液4中鐵離子沉淀完全的方法是取少量溶液4加KSCN溶液不出現紅色，
故答案為：取少量溶液4加KSCN溶液不出現紅色．

點評 本題為工藝流程題，考查了方程式的書寫、物質分離的方法、離子的檢驗等，理解工藝流程是解題的關鍵，需要學生根據工藝流程提取信息，對學生綜合運用能力和推理有較高的要求，難度中等．