Question

【題目】某工業(yè)廢液主要成分為SiO2、FeO、Fe2O3、Al2O3 等，為綜合利用，對其進行如下處理，制備Al2O3及(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O。

相關(guān)數(shù)據(jù)如下：

Kb(NH3·H2O)	1.8×10-5	溶解度/g	10℃	30℃	50℃
Ksp[A1(OH)3]	1.3×10-33	(NH4)2SO4	73.0	78.0	84.5
Ksp[Fe(OH)2]	8.0×10-16	FeSO4·7H2O	40.0	60.0
Ksp[Fe(OH)3]	4.0×10-38	|(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O	18.1	24.5	31.3

（1）酸浸過程中產(chǎn)生的濾渣的主要成分是_______________。

（2）濾液①中加入鐵粉的作用是__________________。

（3）已知加入氨水前，溶液中H+、Fe2+、Al3+的濃度分別為0.02 mol/L、0.16mol/L、0.04mol/L，加人氨水后，溶液的體積剛好增加1倍。為防止Fe2+ 產(chǎn)生沉淀，則溶液中的pH不能超過_______，此時溶液中n(NH3·H2O)：n(NH4+)≤_____________；若調(diào)節(jié)溶液pH為5，則溶液中所有離子的物質(zhì)的量濃度由大到小排列的順序是_________________。

（4）由濾液②制備(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 晶體時，為防止有(NH4)2SO4或FeSO4晶體析出，須先向濾液②中加人適量的______________，再蒸發(fā)濃縮、__________、過濾、__________、干燥。

Answer 1

【答案】 SiO2 將溶液中的Fe3+還原成Fe2+，使調(diào)節(jié)pH時只沉淀Al3+ 7 1∶180 c(SO)＞c(Fe2+)＞c(NH)＞c(H+)＞c(Al3+)＞c(OH－) (NH4)2SO4 冷卻結(jié)晶 洗滌

【解析】（1）SiO2不溶液于硫酸，故酸浸過程中產(chǎn)生的濾渣的主要成分是SiO2；（2）濾液①中加入鐵粉的作用是將溶液中的Fe3+還原成Fe2+，使調(diào)節(jié)pH時只沉淀Al3+；（3）Ksp[Fe(OH)2]=c(Fe2+)c2(OH－)=×c2(OH－)= 8.0×10-16，則c(OH－)= 1.0×10-7mol/L，c(H+)= 1.0×10-7 mol/L，為防止Fe2+產(chǎn)生沉淀，則溶液中的pH不能超過7； Kb(NH3·H2O)===1.8×10-5，故c(NH4+)：c(NH3·H2O)=180:1，此時溶液中n(NH3·H2O)：n(NH4+)≤1:180；若調(diào)節(jié)溶液pH為5，則溶液中c(H+)= 1.0×10-5 mol/L，c(OH－)= 1.0×10-9mol/L，Al3+沉淀完全，c(Al3+) 1.0×10-5mol/L，已知加入氨水前，溶液中H+、Fe2+、Al3+的濃度分別為0.02mol/L、0.16mol/L、0.04mol/L，c(NH4+) =+=0.07mol/L，c(SO42-)==0.1125mol/L，c(Fe2+)=0.08mol/L，故所有離子的物質(zhì)的量濃度由大到小排列的順序是：c(SO42-)＞c(Fe2+)＞c(NH4+)＞c(H+)＞c(Al3+)＞c(OH－)；（4）由濾液②制備(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶體時，為防止有(NH4)2SO4或FeSO4晶體析出，須先向濾液②中加人適量的(NH4)2SO4，再蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥。