Question

【題目】土壤是人類賴以生存的最基本物質(zhì)，以黏土為原料生產(chǎn)的產(chǎn)品伴隨著人類文明的腳步．某興趣小組以黏土為原料探究彩色水泥、輕質(zhì)耐火材料的聯(lián)合生產(chǎn)，其設(shè)計的流程如圖所示．

已知：黏土的主要成分為2CaO3Al2O3FeOFe2O310SiO2nH2O．部分難溶物開始沉淀時和完全沉淀時的pH如表所示．

	Fe（OH）2	Fe（OH）3	Al（OH）3
開始沉淀時的pH	6.3	1.9	3.4
完全沉淀時的pH	8.3	3.2	4.7

（1）為提高酸浸速率，除適當增大硫酸濃度外，還可采取的措施有（任寫一條）．
（2）向濾液Ⅰ中加入H2O2的作用是；用CaCO3調(diào)節(jié)溶液pH約為3.3，其目的是 ．
（3）紅色水泥添加劑的主要成分是 ．
（4）物質(zhì)X的化學式為 ．
（5）氣體M的電子式為；向濾液Ⅲ中加入CaO的作用是（任寫一條）．
（6）氮化鋁廣泛用于電子陶瓷等工業(yè)領(lǐng)域，以濾渣Ⅲ、碳及氮氣為原料可制備氮化鋁，用化學方程式表示制備過程：2Al（OH）3 Al2O3+3H2O、 ．

Answer 1

【答案】
（1）攪拌、適當升溫、將廢渣碾細成粉末
（2）將濾液中的Fe2+氧化為Fe3+；使Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3沉淀而除去
（3）Fe2O3
（4）CaSO4?2H2O
（5）；與水反應(yīng)放熱，降低NH3的溶解度
（6）Al2O3+N2+3C 2AlN+3CO
【解析】解：根據(jù)流程圖：黏土的主要成分為2CaO3Al2O3FeOFe2O310SiO2nH2O與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈣、硫酸鋁、硫酸亞鐵、硫酸鐵，加入雙氧水將Fe2+氧化為Fe3+ ， 加CaCO3調(diào)節(jié)pH使Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3沉淀而除去，得到濾渣Ⅱ為氫氧化鐵，加熱得紅色水泥添加劑的主要成分為Fe2O3 ， 濾液Ⅱ中含硫酸鈣、硫酸鋁、加氨水，鋁離子及大量鈣離子轉(zhuǎn)化為沉淀進入濾渣Ⅲ，濾液Ⅲ中主要含一水合氨、硫酸銨，加入CaO，與水反應(yīng)放熱，NH3的溶解度降低，得氣體M為NH3 ， 濾液含硫酸鈣，蒸發(fā)結(jié)晶得物質(zhì)X為CaSO42H2O，CaSO42H2O與石灰石、黏土制水泥，（1）為提高酸浸速率，即加快反應(yīng)速率，除適當增大硫酸濃度外，還可通過攪拌、適當升溫、將廢渣碾細成粉末可加快反應(yīng)速率，所以答案是：攪拌、適當升溫、將廢渣碾細成粉末；（2）根據(jù)表格中部分難溶物開始沉淀時和完全沉淀時的pH，可知要除去Fe2+需將其氧化為Fe3+ ， 故向濾液Ⅰ中加入H2O2的作用是過氧化氫具有強氧化性，可將具有還原性的Fe2+氧化為Fe3+ ， 易于轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3而除去，用CaCO3調(diào)節(jié)溶液pH約為3.3，其目的是使Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3沉淀而除去；
所以答案是：將濾液中的Fe2+氧化為Fe3+；使Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3沉淀而除去；（3）根據(jù)流程圖濾渣Ⅱ為氫氧化鐵，加熱得紅色水泥添加劑的主要成分為Fe2O3 ，
所以答案是：Fe2O3；（4）根據(jù)流程圖，物質(zhì)X為B濾液含硫酸鈣經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶所得，且物質(zhì)X與石灰石、黏土制水泥故物質(zhì)X為CaSO42H2O，
所以答案是：CaSO42H2O；（5）根據(jù)流程圖濾液Ⅲ中主要含一水合氨、硫酸銨，加入CaO，與水反應(yīng)放熱，NH3的溶解度降低，得氣體M為NH3 ， 且氣體M可制得氨水，故氣體M為NH3 ，
所以答案是： ；與水反應(yīng)放熱，降低NH3的溶解度；（6）氮化鋁廣泛用于電子陶瓷等工業(yè)領(lǐng)域，以濾渣Ⅲ、碳及氮氣為原料可制備氮化鋁，根據(jù)流程圖濾渣Ⅲ含Al（OH）3 ， 經(jīng)加熱得Al2O3 ， Al2O3 ， 與碳及氮氣制得氮化鋁及生成CO，
所以答案是：Al2O3+N2+3C 2AlN+3CO．