粉煤灰（主要含有SiO2、Fe2O3、Al2O3等）是燃煤发电过程中产生的废渣，粉煤灰的综合利用具有很大的价值...

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粉煤灰（主要含有SiO2、Fe2O3、Al2O3等）是燃煤发电过程中产生的废渣，粉煤灰的综合利用具有很大的价值．

Ⅰ．研究人员通过实验对粉煤灰中铝和铁元素的分离工艺进行了研究．

（1）以硫*溶液分解粉煤灰，使其中的铝、铁元素溶出，过滤实现初步分离．

①写出硫*溶液与Fe2O3反应的离子方程式　．

②初步分离得到的滤渣主要成分是　．

（2）向（1）分离所得的滤液中加入还原剂使Fe3+转化为Fe2+，结合表分析其原因　　．

（3）使用碱*较弱的氨水为pH调节剂，进行分离实验．

①氨水使滤液中铝离子沉淀的离子方程式为　．

②反应终点的pH对铝和铁分离效果的影响如图1．根据实验结果，为达到好的分离效果，反应过程中控制pH的范围是　，选择该范围的理由是　　．

Ⅱ．NH4HSO4和H2SO4按物质的量比1：1混合配制成浸取液，220℃时，可将高铝粉煤灰中Al2O3转化为硫*铝铵，然后分离、煅烧获得纯Al2O3．

已知硫*铝铵：①溶解度：0℃时，S=5.2g；100℃时，S=421.9g．

②280℃时分解．

（1）依据资料可知，将硫*铝铵与其他溶质分离的方法是　　．

（2）煅烧NH4Al（SO4）2同时得到混合气体（NH3、N2、SO2、SO3、H2O）．若16mol混合气体按图2装置被完全吸收制得浸取液，请将图2中试剂及其物质的量补充完整．

【回答】

【考点】P8：物质分离和提纯的方法和基本*作综合应用．

【分析】I．（1）①硫*溶液与Fe2O3反应，生成硫*铁、水；

②SiO2不与硫*反应；

（2）加入还原剂使Fe3+转化为Fe2+，避免铁离子、铝离子均转化为沉淀；

（3）①氨水使滤液中铝离子沉淀，生成*氧化铝和铵根离子；

②为达到好的分离效果，由图可知，pH在4.5～5Al的沉淀率较高；

Ⅱ．由信息可知，溶解度受温度影响大，加热时发生4NH4Al（SO4）22Al2O3+5SO3↑+3SO2↑+2NH3↑+N2↑+5H2O↑，由图可知氮气排出，试剂Y可氧化二氧化硫，试剂X吸收二氧化硫，以此来解答．

【解答】解：Ⅰ（1）①硫*溶液与Fe2O3反应的离子方程式为6H++Fe2O3=2Fe3++3H2O，故*为：6H++Fe2O3=2Fe3++3H2O；

②SiO2不与硫*反应，则初步分离得到的滤渣主要成分是SiO2，故*为：SiO2；

（2）向（1）分离所得的滤液中加入还原剂使Fe3+转化为Fe2+，由表格数据可知，因Fe（OH）3和Al（OH）3沉淀的pH相近，不易通过沉淀分离，

故*为：Fe（OH）3和Al（OH）3沉淀的pH相近，不易通过沉淀分离；

（3）①氨水使滤液中铝离子沉淀的离子方程式为3NH3•H2O+Al3+=Al（OH）3+3NH4+，

故*为：3NH3•H2O+Al3+=Al（OH）3+3NH4+；

②反应终点的pH对铝和铁分离效果的影响如图1．根据实验结果，为达到好的分离效果，反应过程中控制pH的范围是略小于5 （或在4.5～5之间均可），因铝元素沉淀较多，铁元素还没有开始大量的沉淀，

故*为：略小于5；铝元素沉淀较多，铁元素还没有开始大量的沉淀；

Ⅱ．（1）由信息可知，溶解度受温度影响大，则将硫*铝铵与其他溶质分离的方法是冷却、结晶，故*为：冷却、结晶；

（2）加热时发生4NH4Al（SO4）22Al2O3+5SO3↑+3SO2↑+2NH3↑+N2↑+5H2O↑，由图可知氮气排出，试剂Y可氧化二氧化硫，试剂X吸收三氧化硫，则试剂Y为O2，16mol混合气体含2mol氨气，氧化后由S原子守恒可得到8mol三氧化硫，NH4HSO4和H2SO4按物质的量比1：1混合配制成浸取液，由8SO3～4NH3，则试剂X为含2mol溶质的氨水，

故*为：．

知识点：电离平衡单元测试

题型：综合题