Question

（14分）

明礬[KAl(SO4)2·12H2O] 在生產(chǎn)、生活中有廣泛用途：飲用水的凈化；造紙工業(yè)上作施膠劑；食品工業(yè)的發(fā)酵劑等。利用煉鋁廠的廢料——鋁灰（含Al 、 Al2O3及少量SiO2和FeO ·xFe2O3）可制備明礬。工藝流程如下：

回答下列問題：

（1）明礬凈水的原理是（用離子方程表示）

（2）操作Ⅰ是 ，操作Ⅱ是蒸發(fā)濃縮、 、過濾、 干燥。

（3）檢驗濾液A中是否存在Fe2+的方法是 （只用一種試劑）

（4）在濾液A中加入高錳酸鉀的目的是 ，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為（該條件下Fe2+ 轉(zhuǎn)化為Fe3+，MnO4- 轉(zhuǎn)化為Mn2+） 。

已知：生成氫氧化物沉淀的pH如下表所示

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

注：金屬離子的起始濃度為0.1 mol·L-1

根據(jù)表中數(shù)據(jù)解釋調(diào)pH=3的目的 。

（5）己知:在pH=3、加熱條件下，MnO4- 可與Mn2+反應(yīng)生成MnO2。加入MnSO4發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為： 。濾渣2含有的物質(zhì)是 。

（6）以Al和NiO(OH)為電極，KOH溶液為電解液可組成新型、高效電池，充放電過程中，發(fā)生Ni(OH)2與NiO(OH)之間的轉(zhuǎn)化，寫出放電時電池反應(yīng)的化學方程式 。

 

Answer 1

（1） Al3+ +3H2O Al(OH)3 +3H+ ；（2）過濾 冷卻結(jié)晶 洗滌

（3）取適量濾液A于試管中，滴加鐵氰化鉀溶液，產(chǎn)生藍色沉淀，證明Fe2+存在。

（4）使Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+ ；5Fe2+ +MnO4- +8H+ ==5Fe3+ +Mn2+ +4H2O；使Fe3+轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3沉淀

（5）3Mn2+ +2MnO4- +2H2O=5MnO2 +4H+; MnO2 Fe(OH)3

（6） Al+3NiO(OH)+KOH +H2O=KAlO2+3Ni(OH)2

【解析】

試題分析：（1）明礬是強酸弱堿鹽，弱酸根離子Al3+水解產(chǎn)生氫氧化鋁膠體，能夠吸附水中懸浮的物質(zhì)形成沉淀而除去，從而達到達到凈水的目的。其反應(yīng)原理用方程式表示是Al3+ +3H2O Al(OH)3 +3H+ ；（2）操作Ⅰ是將難溶性固體與溶液分離的操作，叫過濾。操作Ⅱ是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥就得到明礬。（3）檢驗濾液A中是否存在Fe2+的方法是取適量濾液A于試管中，滴加鐵氰化鉀溶液，產(chǎn)生藍色沉淀，證明Fe2+存在。或加入KSCN溶液，無明顯變化，在滴加幾滴H2O2溶液，溶液變?yōu)檠�紅色，就證明含有Fe2+存在。（4）在濾液A中加入高錳酸鉀的目的是使Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+；發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為5Fe2+ +MnO4- +8H+ ==5Fe3+ +Mn2+ +4H2O；;根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知當溶液的pH=3時Fe3+可以形成沉淀Fe(OH)3。（5）根據(jù)題意可得方程式3Mn2+ +2MnO4- +2H2O=5MnO2 +4H+; 由于溶液的pH=3,所以濾渣的成分含有MnO2和 Fe(OH)3。（6）根據(jù)題意結(jié)合反應(yīng)條件可知：在放電時，電池反應(yīng)的化學方程式Al+3NiO(OH)+ KOH +H2O=KAlO2+3Ni(OH)2。

考點：考查鹽的水解、混合物的分離、離子的檢驗、離子方程式的書寫、原電池反應(yīng)原理及應(yīng)用的知識。