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。

（1）H₂SO₄溶解A1₂O₃的離子方程式是                                      

（2）KMnO₄ ^- 氧化Fe²⁺的離子方程式補(bǔ)充完整：

（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：                                             。

（4）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分）；（2）5、8H⁺、5、4H₂O（4分）；  

（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⁺，可使鐵完全沉淀（2分）；

（4）①生成有黃綠色氣體（2分）； ②除去過量的MnO₄^-（2分）。

【解析】

試題分析：（1）氧化鋁與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁與水；

（2）反應(yīng)中MnO₄^-→Mn²⁺，F(xiàn)e²⁺→Fe³⁺， MnO₄^-系數(shù)為1，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，F(xiàn)e²⁺系數(shù)為=5，由元素守恒可知， Fe³⁺系數(shù)為5，由電荷守恒可知，由H⁺參加反應(yīng)，其系數(shù)為8，根據(jù)元素原子守恒可知，有H₂O生成，其系數(shù)為4，方程式配平為MnO₄^-+5 Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；

（3）濾液中含有Fe²⁺，由表中數(shù)據(jù)可知，F(xiàn)e（OH）₂開始沉淀的pH大于Al（OH）₃ 完全沉淀的pH值，而Fe（OH）₃完全沉淀的pH值小于Al（OH）₃開始沉淀的pH值，pH值約為3時(shí)，Al³⁺、Fe²⁺不能沉淀，步驟Ⅱ是將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，調(diào)節(jié)pH值使鐵完全沉淀；

（4）①M(fèi)nO₂能將HCl氧化為Cl₂，若有黃綠色氣體生成說明沉淀中存在MnO₂；

②Ⅲ 的上層液呈紫紅色，MnO₄^-過量，加入MnSO₄，除去過量的MnO₄^-。

考點(diǎn)：考查化學(xué)工藝及流程、涉及氧化還原反應(yīng)、物質(zhì)的分離提純等。