Question

硫酸鋁是一個被廣泛運用的工業(yè)試劑，可作為絮凝劑，用于提純飲用水及污水處理設(shè)備當(dāng)中，還可用于造紙工業(yè)等．硫酸鋁中含鐵量的大小直接影響造紙工業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量．由鋁土礦（氧化鋁、氧化鐵、氧化亞鐵及二氧化硅等）制得成品無水硫酸鋁工藝流程如下圖所示：

（1）第②步加入氫氧化鋁的目的是

 

．
（2）第③步加入KMnO₄溶液，可將二價鐵離子氧化為三價鐵離子，本身被還原為Mn²⁺，C（ Mn²⁺）隨時
間變化的隧線如圖所示，分析曲線的變化趨勢，

你認為形成該變化的原因是

 

．
（3）第④步加入MnSO₄溶液，可與過量的KMnO₄溶液反應(yīng)生成活性二氧化錳，進而吸附三價鐵離子水解生成的氫氧化鐵，達到除鐵的效果．請完成下列離子反應(yīng)方程式：

 

Mn²⁺+

 

MnO₄^-+

 

=

 

MnO₂↓+

 

（4）第⑥步蒸發(fā)操作必需的儀器有鐵架臺（含鐵圈）、

 

、

 

、

 

．

Answer 1

分析：（1）鋁土礦中含有鐵，加入硫酸后，再加入氫氧化鋁可起到調(diào)節(jié)溶液pH的作用；
（2）加入KMnO₄溶液，生成Fe³⁺，由圖象可知c（ Mn²⁺）增大幅度增大，說明反應(yīng)速率增大；
（3）MnO₄^-可與Mn²⁺反應(yīng)生成MnO₂，結(jié)合電荷守恒和質(zhì)量守恒可配平方程式；
（4）蒸發(fā)在蒸發(fā)皿中進行，常用到鐵架臺、蒸發(fā)皿、玻璃棒、酒精燈等．

解答：解：（1）鋁土礦中含有鐵，加入硫酸后，再加入氫氧化鋁可起到調(diào)節(jié)溶液pH的作用，當(dāng)pH=3時，F(xiàn)e（OH）₃可完全沉淀，故答案為：調(diào)節(jié)pH值，除Fe（OH）₃；
（2）加入KMnO₄溶液，生成Fe³⁺，由圖象可知c（ Mn²⁺）增大幅度增大，說明反應(yīng)速率增大，則在反應(yīng)中生成的Fe³⁺可起到催化劑的作用，
故答案為：生成Fe³⁺的可能是該反應(yīng)的催化劑；
（3）MnO₄^-可與Mn²⁺反應(yīng)生成MnO₂，反應(yīng)中Mn²⁺被氧化生成MnO₂，MnO₄被還有生成MnO₂，反應(yīng)的離子方程式可寫為3Mn²⁺+2MnO₄^-+2H₂O=5MnO₂↓+4H⁺，
故答案為：3；3；2H₂O；5；4H⁺；
（4）蒸發(fā)在蒸發(fā)皿中進行，常用到鐵架臺、蒸發(fā)皿、玻璃棒、酒精燈等，故答案為：蒸發(fā)皿；玻璃棒；酒精燈．

點評：本題考查物質(zhì)的分離和提純的綜合實驗設(shè)計，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實驗?zāi)芰Φ目疾�，為高考常見題型和高頻考點，注意物質(zhì)的性質(zhì)的學(xué)習(xí)和積累，難度不大．