明礬[KAl(SO4)2?12H2O]在造紙等方面應用廣泛。工業(yè)上以廢易拉罐(主要成分為Al和Fe)為原料制備明礬的工藝流程如圖:
已知:不同溫度KAl(SO4)2?12H2O的溶解度:
溫度/℃ |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
60 |
80 |
90 |
KAl(SO4)2?12H2O/g |
3.00 |
3.99 |
5.90 |
8.39 |
11.7 |
24.8 |
71.0 |
109 |
回答下列問題:
(1)“酸溶”中溶液中主要的金屬離子有
Al3+
Al3+
、Fe
2+、Fe
3+。
(2)“轉(zhuǎn)化”中Fe
2+轉(zhuǎn)化為Fe
3+,反應的離子方程式為
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
。
(3)“調(diào)pH”約為3.7,濾渣②的主要成分是Fe(OH)
3,“調(diào)pH”的目的是
將溶液中的Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3除去
將溶液中的Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3除去
。
(4)“沉鋁”中加入NaHCO
3目的是將Al
3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)
3,補全該反應的離子方程式。
1
1
Al
3++
3
3
HCO
3-=
1
1
Al(OH)
3↓+
3
3
CO
2↑。
(5)“操作”包括
蒸發(fā)濃縮
蒸發(fā)濃縮
、
冷卻結(jié)晶
冷卻結(jié)晶
、過濾、洗滌、干燥可得到明礬晶體。
(6)某工廠用m
1kg廢易拉罐(含Al5.4%)制備KAl(SO
4)
2?12H
2O(相對分子質(zhì)量為474),最終得到產(chǎn)品m
2kg,產(chǎn)率為
。