Question

我國是氧化鋁生產(chǎn)大國，工業(yè)上每生產(chǎn)1t氧化鋁將排出1～2t赤泥，赤泥大量堆積會對環(huán)境造成嚴重污染．赤泥中主要成分及含量：CaO約占46%、SiO₂約占22%、Al₂O₃約占7%、Fe₂O₃約占11%、TiO₂約占5%及少量其他物質．
（1）一種利用廢棄赤泥的方法是將赤泥配成一定的液固比，作為一種吸收劑，吸收熱電廠排放的含SO₂的煙氣，寫出吸收SO₂時可能發(fā)生的化學反應方程式

 

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（2）為綜合利用赤泥中的各種成分，某科研小組設計了如下工藝流程：

已知：TiO₂不溶于稀鹽酸、稀硫酸，能溶于濃硫酸生成TiOSO₄（硫酸氧鈦，易水解）．
①氧化物D的化學式是

 

，原料A最好是下列物質中的

 

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A．氨水   B．氫氧化鈉   C．生石灰    D．雙氧水
②寫出上述工藝中投入氫氧化鈉時反應的離子方程式

 

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③寫出上述工藝中稀釋時發(fā)生水解反應的化學方程式

 

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Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用,二氧化硫的化學性質

專題：實驗設計題

分析：（1）赤泥中含有的CaO具有堿性，能夠吸收酸性氣體二氧化硫；
（2）①氧化物D是赤泥經(jīng)過鹽酸和氫氧化鈉反應后產(chǎn)生的物質，赤泥中的CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃能與鹽酸反應，根據(jù)各物質性質分析；
原料A調節(jié)PH值，但不能引入新的雜質；
②投入氫氧化鈉時，浸出物中含有Al（OH）₃、Fe（OH）₃；
③TiO₂不溶于稀鹽酸、稀硫酸，能溶于濃硫酸生成TiOSO₄（硫酸氧鈦，易水解）．

解答： 解：（1）赤泥中含有的CaO具有堿性，能夠直接吸收酸性氣體二氧化硫，反應方程式為CaO+SO₂=CaSO₃；CaO能夠和水反應生成Ca（OH）₂，Ca（OH）₂具有堿性，也能夠吸收酸性氣體二氧化硫，反應方程式為Ca（OH）₂+SO₂=CaSO₃+H₂O；
故答案為：CaO+SO₂=CaSO₃或Ca（OH）₂+SO₂=CaSO₃+H₂O；
（2）①氧化物D是赤泥經(jīng)過鹽酸和氫氧化鈉反應后產(chǎn)生的物質，赤泥中的CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃能與鹽酸反應，生成氯化鈣、氯化鋁和氯化鐵，在加入原料A后除去了氯化鈣，再加入氫氧化鈉后，Al生成偏鋁酸鈉進入濾液，過濾后得到氫氧化鐵，經(jīng)過煅燒，生成氧化鐵；
原料A用來調節(jié)PH值，又不能引入新的雜質，故選取生石灰；
故答案為：Fe₂O₃；C；
②投入氫氧化鈉時，浸出物中含有Al（OH）₃、Fe（OH）₃，Al（OH）₃是兩性氫氧化物，能和堿反應，反應離子方程式為OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O；
故答案為：OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O；
③TiO₂不溶于稀鹽酸、稀硫酸，能溶于濃硫酸生成TiOSO₄（硫酸氧鈦，易水解），稀釋時TiOSO₄水解生成TiO（OH）₂或者TiO₂?H₂O，故水解反應的化學方程式為TiOSO₄+2H₂O=TiO（OH）₂↓+H₂SO₄或TiOSO₄+2H₂O=TiO₂?H₂O↓+H₂SO₄．
故答案為：TiOSO₄+2H₂O=TiO（OH）₂↓+H₂SO₄或TiOSO₄+2H₂O=TiO₂?H₂O↓+H₂SO₄．

點評：本題通過對廢棄赤泥的處理考查了Al（OH）₃、Fe（OH）₃以及TiOSO₄等物質的性質，難度中等，重點在于對物質性質的理解掌握．