Question

用含有A1₂O₃、SiO₂和少量FeO·xFe₂O₃的鋁灰制備A1₂(SO₄)₃·18H₂O。，工藝流程如下(部分操作和條件略):

Ⅰ.向鋁灰中加入過量稀H₂SO₄，過濾;

Ⅱ.向?yàn)V液中加入過量KMnO₄溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH約為3；

Ⅲ.加熱，產(chǎn)生大量棕色沉淀，靜置，上層溶液呈紫紅色;

Ⅳ.加入MnSO₄至紫紅色消失，過濾；

Ⅴ.濃縮、結(jié)晶、分離，得到產(chǎn)品。

H₂SO₄溶解A1₂O₃的離子方程式是                                

將KMnO₄ 氧化Fe²⁺的離子方程式補(bǔ)充完整：

MnO₄^-+□Fe²⁺+□       =Mn²⁺+□Fe³⁺ +□      

上式中氧化劑是               ,氧化產(chǎn)物是               。

（3）已知：生成氫氧化物沉淀的pH

	Al（OH）3	Fe（OH）2	Fe（OH）3
開始沉淀時(shí)	3.4	6.3	1.5
完全沉淀時(shí)	4.7	8.3	2.8

注：金屬離子的起始濃度為0.1mol·L^-1

根據(jù)表中數(shù)據(jù)解釋步驟Ⅱ的目的：                               。

己知:一定條件下，MnO₄ ^- 可與Mn²⁺反應(yīng)生成MnO₂。

① 向 Ⅲ 的沉淀中加入濃HCI并加熱，能說明沉淀中存在MnO₂的現(xiàn)象是              。

② Ⅳ 中加入MnSO₄的目的是                       。

 

Answer 1

【答案】

（1）Al₂O₃＋6H^＋=2Al^3＋＋3H₂O；

（2）5、8H⁺、5、4H₂O（3分）；   MnO₄^-        Fe³⁺    

（3）pH約為3時(shí)，F(xiàn)e²⁺和Al^3＋不能形成沉淀，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，可使鐵離子完全沉淀(3分)；

（4）①生成有黃綠色氣體；②除去過量的MnO₄^-。

【解析】

試題分析：（1）硫酸溶解氧化鋁生成硫酸鋁和水，反應(yīng)的離子方程式為：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；（2）高錳酸根離子在酸溶液中被還原為錳離子，亞鐵離子被氧化為鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；（3）向?yàn)V液中加入過量KMnO₄溶液，目的是氧化亞鐵離子為三價(jià)鐵離子，依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析可知，鐵離子開始沉淀和沉淀完全的溶液PH為1.5--2.8，鋁離子和亞鐵離子開始沉淀的溶液PH大于3，所以調(diào)節(jié)溶液的pH約為3，可以使鐵離子全部沉淀，鋁離子不沉淀分離；（4）一定條件下，MnO₄^-可與Mn²⁺反應(yīng)生成MnO₂①向Ⅲ的沉淀中加入濃HCl并加熱，二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水，生成的氯氣是黃綠色氣體，能說明沉淀中存在MnO₂的現(xiàn)象是生成黃綠色氣體；故答案為：生成黃綠色氣體；②MnO₄^-可與Mn²⁺反應(yīng)生成MnO₂，過濾除去，所以可以利用MnSO₄的溶液和高錳酸鉀溶液反應(yīng)生成二氧化錳，把過量高錳酸根離子除去；

考點(diǎn)：本題考查了鎂、鋁、鐵及其化合物性質(zhì)的應(yīng)用，主要是混合物分離的方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，加入氧化劑氧化亞鐵離子，調(diào)節(jié)溶液PH是沉淀分離是解題的關(guān)鍵。